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2020 年度 実績報告書

タンニンの網羅的解析と遺伝子組換えによるユーカリの新規アルミニウム耐性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02246
研究機関国立研究開発法人森林研究・整備機構

研究代表者

田原 恒  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (70445740)

研究分担者 伊東 秀之  岡山県立大学, 保健福祉学部, 教授 (70253002)
西口 満  国立研究開発法人森林研究・整備機構, 森林総合研究所, 主任研究員 等 (80353796)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードアルミニウム過剰害 / 加水分解性タンニン / 遺伝子組換え / ユーカリ / 酸性土壌
研究実績の概要

ユーカリ(Eucalyptus camaldulensis)は、酸性土壌で問題となるアルミニウム過剰害に強い耐性を示す。我々は、ユーカリのアルミニウム耐性機構として、根に侵入したアルミニウムを加水分解性タンニン(以下、タンニン)が無毒化するという新しい機構を提唱している。この新機構の全体像を理解するために、以下の二つの目的をとした。(1)種々のタンニンがアルミニウム無毒化に果たす役割を明らかにするために、ユーカリに含まれるタンニンを網羅的に探索し、それらのアルミニウム無毒化能を調べる。(2)タンニンがアルミニウム耐性に必須である直接的な証拠を示すために、タンニン量を減らした遺伝子組換えユーカリを作出し、アルミニウム耐性を非組換えユーカリと比較する。
ユーカリで同定されたタンニン6種類とその関連化合物7種類、計13種類の化合物のアルミニウム無毒化能を生物検定で評価した。評価した化合物全てがアルミニウム無毒化能を示し、分子量が大きい化合物ほどアルミニウム無毒化能が高い傾向にあった。エノテインBだけでなく、その他のタンニンもユーカリでアルミニウムの無毒化に寄与していると考えられる。また、ユーカリのタンニン含有量を測定するため、植物体からの抽出法と高速液体クロマトグラフィーや定量核磁気共鳴法による定量法の条件検討を行った。さらに、タンニン量が少ない遺伝子組換えユーカリの作製に向けて、タンニン生合成遺伝子の発現を抑制するようにユーカリの形質転換を行い、遺伝子組換えユーカリの選抜を行った。

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

タンニンとその関連化合物13種類のアルミニウム無毒化能を評価することができた。また、遺伝子組換えユーカリを40系統以上作製することができたので、「おおむね順調に進展している」とした。

今後の研究の推進方策

計画通り、遺伝子組換えユーカリと非組換えユーカリで、タンニン含有量とアルミニウム耐性を比較する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク/ライプニッツ植物生化学研究所(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      マルティン・ルター大学ハレ・ヴィッテンベルク/ライプニッツ植物生化学研究所
  • [雑誌論文] Dehydroquinate dehydratase/shikimate dehydrogenases involved in gallate biosynthesis of the aluminum-tolerant tree species Eucalyptus camaldulensis2021

    • 著者名/発表者名
      Tahara K, Nishiguchi M, Funke E, Miyazawa S, Miyama T, Milkowski C
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 253 ページ: 3

    • DOI

      10.1007/s00425-020-03516-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Comprehensive analyses of hydrolyzable tannins in aluminum-resistant tree Eucalyptus camaldulensis2021

    • 著者名/発表者名
      Tahara K, Suzuki S, Nishiguchi M, Hashida K, Ito H
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] アルミニウム耐性樹木ユーカリが含む加水分解性タンニンの網羅的解析2021

    • 著者名/発表者名
      田原恒, 鈴木勝一, 西口満, 橋田光, 伊東秀之
    • 学会等名
      第132回日本森林学会大会
  • [学会発表] ユーカリが含む多様な加水分解性タンニンの同定とアルミニウム無毒化能評価2020

    • 著者名/発表者名
      田原恒, 鈴木勝一, 西口満, 橋田光, 伊東秀之
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
  • [備考] ユーカリの樹体内でアルミニウム無毒化タンニンの材料を合成する酵素を解析

    • URL

      http://www.ffpri.affrc.go.jp/research/saizensen/2020/20201223-01.html

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公開日: 2021-12-27  

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