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2011 年度 実績報告書

植物の防御機構に関与するステロイドの骨格部生合成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22780100
研究機関東京工業大学

研究代表者

大山 清  東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (20391899)

キーワードトマト / ラノステロール / シクロアルテノール / 防御応答 / ステロイドサポニン / トレーサー実験 / メチルジャスモン酸 / 標識メバロン酸
研究概要

ナス科植物に含まれるステロイドサポニンは、防御物質と考えられているが、防御応答に対する含量の増減や生合成の変化は不明である。申請者がシロイヌナズナから同定したラノステロール合成酵素遺伝子(LAS)は、メチルジャスモン酸(MJ)処理により発現量が増加することが明らかになっている。さらにシロイヌナズナにはシクロアルテノールを経由する経路とともにラノステロールを経由するステロール生合成経路が存在することを明らかにしている。本課題ではLASが単離されているナス科トマトを用いて、2つのステロイド骨格生合成経路のフローを定量化し、外部からの刺激に対する2つの経路の変化を明らかにすることを目的とした。
トマトの実生を5μMのMJで処理し、トマトステロイド(トマチン)の内生量を調べた。未処理のトマトに比べて、3日後にはトマチン含量が4倍に増加した。一方、トマチン前駆体のコレステロールは12時間後に未処理のトマトを比較して1.5倍に増加し、24時間後以降、同程度に回復することがわかった。次に、MJ添加したトマト実生を用いて[6-^<13>CD_3]メバロン酸のトレーサー実験を行い、培養7日後のトマチンならびにコレステロールの骨格部生合成について調べた。その結果、未処理のトマトではトマチンはシクロアルテノール経路で主に生合成されるのに対し、MJ処理トマトではラノステロール経路がシクロアルテノール経路と比較して3%にまで上昇することがわかった。一方、コレステロールは未処理、MJ処理時共にシクロアルテノール経路で生合成されていることがわかった。これらの結果から、病傷害時にトマトが増産するトマチンは、細胞膜ステロールとして存在するコレステロールを前駆体として生合成されるのではなく、増産されるコレステロールは全てトマチンへと代謝されており、一次代謝物と二次代謝物が切り離されて生合成されることが示唆された。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 学会発表 (4件)

  • [学会発表] ラノステロールを経由する植物ステロイド新規生合成経路2012

    • 著者名/発表者名
      大山清
    • 学会等名
      玉川大学農学部・農学研究科特別講義
    • 発表場所
      東京都町田市
    • 年月日
      2012-01-27
  • [学会発表] MeJA elicidation for Solanum plant increases production of steroid and lanosterol pathway while maintaining phytosterol content2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Ohyama, Satoru Sawai, Masashi Suzuki, Kazuki Saito, Toshiya Muranaka
    • 学会等名
      Japan-Korea Joint Seminar on Plant Biotechnology for the Next Generation
    • 発表場所
      Narita, Japan
    • 年月日
      2011-12-04
  • [学会発表] メチルジャスモン酸処理によるトマトのステロイド生合成に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      大山清、澤井学、鈴木優志、斉藤和季、村中俊哉
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] Elicidation with Methyl Jasmonate for Tomato Plant Increases Production of Tomato Steroid and Lanosterol Pathway2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Ohyama, Satoru Sawai, Masashi Suzuki, Kazuki Saito, Toshiya Muranaka
    • 学会等名
      TERPNET2011
    • 発表場所
      Kalmar, Sweden
    • 年月日
      2011-05-24

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公開日: 2013-06-26  

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