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2018 年度 実績報告書

樹木の生長、分岐を制御する植物ペルオキシダーゼの作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H03846
研究機関九州大学

研究代表者

堤 祐司  九州大学, 農学研究院, 教授 (30236921)

研究分担者 河岸 洋和  静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (70183283)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワードペルオキシダーゼ / 分化・成長 / 植物ホルモン / リグニン
研究実績の概要

1)ポプラ形質転換体(CWPO-C過剰発現体、発現抑制体)の創出
CWPO-Cの過剰発現体および発現抑制体(RNAiおよびアンチセンス)の形質転換効率(形質転換体の発生効率)は、極めて低かった。また、過剰発現体1ラインでは中空根(地上部の茎から発生する根)の発生が顕著であったことから、CWPO-Cが、分化や形態形成に重要な役割を果たしていること強く示唆した。
2)ポプラおよびシロイヌナズナの分化・成長とフェアリー化合物の効果
ポプラの不定芽形成における4種のフェアリー化合物の影響を検証した結果、AICAに不定芽形成促進効果が見られた。一方、CWPO-C過剰発現アラビドプシスをに対する4種のフェアリー化合物の外因性効果を検証した結果、AOHはWTに対し成長促進効果を示したが、CWPO-C過剰発現体では促進効果がキャンセルされたことから、CWPO-CがAOHを異化したと予想した。さらに、CWPO-C過剰発現体では内生AOH量が顕著に低下していた。なお、リコンビナントCWPO-CはAOHとAICAに対するin vitro変換活性を有していた。
3)ポプラおよびシロイヌナズナのストレス応答とCWPO-C
アラビドプシス茎の重力屈性応答(起き上がり速度)とCWPO-Cの関係について調査した結果、屈曲部ではCWPO-C発現が誘導された。また、CWPO-C過剰発現体はWTに比べて重力屈性応答が非常に遅いことから、CWPO-Cは重力屈性応答の調節に重要な役割を担っている。ポプラ幼木では、屈曲後の頂芽伸長時に屈曲部でCWPO-C発現が大きく上昇した。以上、ププラおよびシロイヌナズナを用いた実験では、オーキシン濃度が高いと予想される部分とCWPO-C発現部位が良く一致することを示しており、CWPO-Cと内生オーキシン調節に非常に密接な関係が存在する可能性を示唆した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究計画はおおむね計画通りに進行しているが、形質展開体の作成だけは計画より遅れている。理由として、CWPO-Cタンパクが、分化や発生に重要な役割を担って可能性が挙げられる。

今後の研究の推進方策

研究計画に従い、研究を推進する予定である。しかしながら、ポプラ形質展開体の作成は計画より遅れており、その原因の一つが、CWPO-Cタンパクが、分化や発生に重要な役割を担っている可能性が考えられる。その場合、シロイヌナズナのCWPO-C機能ホモログであるAtPrx71の過剰発現体ならびにノックアウト抑制体を用いて、解析を進める。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019 2018

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] 植物ペルオキシダーゼ、CWPO-Cによる分化成長の制御2019

    • 著者名/発表者名
      横山 裕亮、重藤 潤、大平 香織、堤 祐司
    • 学会等名
      第69回日本木材学会大会
  • [学会発表] Generation of lignin polymer models via dehydrogenative polymerization of coniferyl alcohol and sinapyl alcohol via plant peroxydase involved in lignification and analysis of the resulting DHPs by MALDI-TOF analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Yuji Tsutsumi, Jun Shigeto, Hiroki Honjo
    • 学会等名
      29th International Conference of Polyphenols
    • 国際学会
  • [学会発表] The contribution of CWPO-C to primary stage of plant growth and organogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Diego Yoshikay, Jun Shigeto, Yusuke Yokoyama, Yuji Tsutsumi
    • 学会等名
      5th Symposium of Biotechnology Applied to Lignocelluloses
    • 国際学会

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公開日: 2019-12-27  

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