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2013 年度 実績報告書

アクチノリザル樹木ジアリールヘプタノイドの生合成とフランキアとの共生機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23380098
研究機関静岡大学

研究代表者

河合 真吾  静岡大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (70192549)

研究分担者 山中 高史  独立行政法人森林総合研究所, その他部局等, 研究員 (00343799)
西田 友昭  静岡大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (10252165)
米田 夕子  静岡大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (90638595)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワードアクチノリザル樹木 / 環状ジアリールヘプタノイド / フランキア / 窒素固定 / ケミカルコミュニケーション / 生合成遺伝子
研究概要

アクチノリザル樹木とフランキアの共生に関与する物質を特定する目的で、オオバヤシャブシ実生苗への抽出成分添加の影響を検討した。芝の目土とパーライトを混合した滅菌土壌中で生育させたオオバヤシャブシ実生苗にフランキアを接種し、そこへ各抽出成分および環状ジアリールヘプタノイドIを添加し植物インキュベーター中で生育させた。4週間生育させた苗を観察したところ、根部抽出成分およびジアリールヘプタノイドI添加時の成長が比較的良好であり、抽出成分添加が共生に影響を与えている可能性が伺えた。そこで、根部抽出成分をLC-MS分析した。分析の結果、根抽出物中から環状ジアリールヘプタノイドIIIが、根材部抽出成分の酸加水分解から、環状ジアリールヘプタノイドIIが確認された。環状ジアリールヘプタノイドIについては分析が困難で、その存在を確認することができなかった。そこで、環境ジアリールヘプタノイドIIIを用いた実生苗への添加試験を追試した結果、環状ジアリールヘプタノイドIIIも実生苗の成長に比較的良好な影響をあたえることが観察された。環状ジアリールヘプタノイドはアクチノリザル植物に特異的に分布する抽出成分であることから、本化合物群がフランキアとの共生のシグナル物質として機能し、共生の初期段階に影響を与えること示唆された。
一方、昨年度次世代シーケンシングとカルコンシンターゼ遺伝子と相同性解析によって選抜したオオバヤシャブシとヤマモモ各一種の遺伝子断片を鋳型に、RAC-EPCR法によって環状ジアリールヘプタノイド生合成遺伝子と考えられる1200bpの全長配列をそれぞれ取得した。さらに、全長配列のORFを発現用ベクターにライゲーションし、大腸菌による異種タンパク質発現を行ったところ、分子量約40 kDaを有する目的タンパク質と考えられる酵素の発現が観察された。

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Nodulation of Alnus japonica and Casuarina equisetifolia in liquid culture after inoculation with Frankia2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yamanaka, Samira R. Mansour
    • 雑誌名

      森林総合研究所研究報告 (Bulletin of FFPRI)

      巻: 12 ページ: 97-103

    • 査読あり
  • [学会発表] Cyclic diarylheptanoids may act as signal compounds involved in Alnus sieboldiana-Frankia actinorhizal symbiosis2014

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kaneko, Yuko Yoneda, Tomoaki Nishida, Takashi Yamanaka, Shingo Kawai
    • 学会等名
      2014 International Conference on Polyphenols
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      20140902-20140906
  • [学会発表] オオバヤシャブシと放線菌フランキアの共生に関与する抽出成分の検索(II)2014

    • 著者名/発表者名
      金子貴広, 米田夕子, 河合真吾, 西田友昭, 山中高史
    • 学会等名
      第64回日本木材学会大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      20140312-20140315
  • [学会発表] オオバヤシャブシ抽出成分がフランキアの成長と根粒形成に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      河合真吾, 金子貴広, 米田夕子, 西田友昭, 山中高史
    • 学会等名
      第23回植物微生物研究交流会
    • 発表場所
      基礎生物学研究所(豊橋)
    • 年月日
      20130907-20130909
  • [備考] 静岡大学農学部 森林生物化学研究室

    • URL

      http://www.agr.shizuoka.ac.jp/f/mokubake/index.html

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公開日: 2015-05-28  

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