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2021 年度 実績報告書

根寄生植物による超高感度ストリゴラクトン認識メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K05852
研究機関明治大学

研究代表者

瀬戸 義哉  明治大学, 農学部, 専任准教授 (40620282)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードストリゴラクトン / 根寄生植物 / Striga asiatica / Orobanche minor / 受容体
研究実績の概要

本研究では、アフリカ等の地域で甚大な農業被害をもたらしている根寄生植物が宿主由来のストリゴラクトン(SL)分子と極めて高い感度で認識して発芽するメカニズムを解明することを目的とした。Striga hermonthicaにおいては、多数のSL受容体が同定されているが、そのうちの1つであるHTL7は他の受容体と比較しても突出して高いSL感受性を示す。一方で、どういった要因で高い感受性を示すのかは明らかとなっていない。本研究ではまず、S hermonthicaの近縁種であり、近年ゲノム解読がなされたS. asiaticaのSL受容体候補遺伝子について機能解析を行った。その結果、S asiaticaにおいても、ShHTL7と最も相同性の高い遺伝子産物が、高いSL感受性を示すことが明らかになった。さらに、同じハマウツボ科に属するOrobanche minorについても、SL受容体候補遺伝子の機能解析を行った。O. minorにおいては、受容体候補遺伝子が5つ存在していたが、そのうちの1つは、SLに対して非常に高い感受性を示し、さらにもう1つの遺伝子産物も、SL受容体としての機能を有することが明らかとなった。
続いて、ShHTL7、ならびにS asiaticaで見出された感受性の高いSL受容体の配列を、感受性は高くないながらも、HTL7と相同性が高いHTL8の配列と比較することにより、感受性に関与すると思われるアミノ酸残基を一つ選抜した。ShHTL7をもとに、該当のアミノ酸をHTL8型に変異した変異型受容体を作成し、その機能を解析したところ、感受性が低下する傾向がみられた。一方で、HTL8をもとに、HTL7型の変異を導入した場合には、感受性が増強することはなかった。よって、本アミノ酸が感受性に直接関与するか否かについては、明確な結論を得ることができなかった。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] The Salk Institute(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      The Salk Institute
  • [雑誌論文] A New Series of Strigolactone Analogs Derived From Cinnamic Acids as Germination Inducers for Root Parasitic Plants2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Taiki、Kuruma Michio、Seto Yoshiya
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.843362

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tryptophan derivatives regulate the seed germination and radicle growth of a root parasitic plant, Orobanche minor2021

    • 著者名/発表者名
      Kuruma Michio、Suzuki Taiki、Seto Yoshiya
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 43 ページ: 128085~128085

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2021.128085

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Strigolactone biosynthesis, transport and perception2021

    • 著者名/発表者名
      Mashiguchi Kiyoshi、Seto Yoshiya、Yamaguchi Shinjiro
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 ページ: 335~350

    • DOI

      10.1111/tpj.15059

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ligand?receptor interactions in plant hormone signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Jun、Fukui Kosuke、Seto Yoshiya、Takaoka Yousuke、Okamoto Masanori
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 105 ページ: 290~306

    • DOI

      10.1111/tpj.15115

    • 査読あり
  • [学会発表] ストリゴラクトン様活性分子を生産する微生物の探索2021

    • 著者名/発表者名
      瀬戸義哉
    • 学会等名
      2021年度日本農芸化学会北海道支部第1回学術講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] ケイヒ酸を骨格とした新規ストリゴラクトンアナログの合成2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木泰輝、来馬道生、大杉、佳乃、瀬戸義哉
    • 学会等名
      植物化学調節学会第56回大会
  • [学会発表] 根寄生植物の発芽に及ぼすトリプトファン関連分子の作用について2021

    • 著者名/発表者名
      来馬道生、鈴木泰輝、瀬戸義哉
    • 学会等名
      日本農芸化学会2021年度大会

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公開日: 2022-12-28  

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