| 研究概要 |
植物は多種多様な二次代謝物質を産生するが, その生理的な意義については不明な点が多い. そこで, 当該研究では, 植物は酸化ストレスから身を守るために抗酸化物質を生産し、それが結果的として酸化され生理活性を有する二次代謝物質となっているという仮説をたて, 抗酸化反応という視点から環境ストレス応答反応における二次代謝の代謝変動解析を行い, 植物における二珠代謝の生理的な意義の解明を目指した. 本年度は, 昨年に引き続きアルカロイド産生植物における代謝変動解析のため技術構築を行うとともに, 環境ストレス負荷における代謝変動解析に取り組んだ.
1. アルカロイド産生植物における代謝変動解析のため技術構築
昨年度に引き続きアルカロイドをターゲットした二次代謝と関連代謝の精密解析手法の構築に取り組んだ. ^<15>N無機塩を用い安定同位体希釈法による各種アルカロイドならびに関運代謝物の精密分析法を構築しベラドンナにおける代謝変動解析に成功した. また, 電子スピン共鳴(ESR)などを用いた活性酸素種の解析手法の構築し, ニチニチソウの二量体アルカロイドが生成する酸化ストレス条件下においる活性酸素種の発生が示唆された.
2. 環境ストレス負荷における代謝変動解析
ニチニチソウの懸濁培養細胞およびシュートカルチャー, ベラドンナ毛状根などを用いて, 環境ストレス負荷に対する代謝変動解析を試みた. ニチニチソウの懸濁培養細胞において変動が顕著な代謝物を同定し, アルカロイドを中心とした各代謝物の相関関係を解析した結果, ストレスに対して挙動を共にする代謝物群を同定した. また, シロイヌナズナにおける光応答反応についても解析し, ストレス応答物質であるポリアミン生合成系が活性化されることが明らかになった。さらに, 応用研究として, 緑茶や生薬植物であるトウキの代謝プロファイリングを行い, 各種代謝物における環境ストレスによる変動が確認された. 当該研究により植物の二次代謝とストレス応答反応の関係が明らかになり, 有用二次代謝産物の生産に向けた基礎な知見が取得できた.
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