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本研究では植物の二次代謝産物クマリン類縁体について、植物の生育に関わる微生物や植物の生合成遺伝子を操作し、その生理機能の解明を試みた。注目した植物は、シロイヌナズナ、サクラ、サツマイモである。これらの対象植物はそれぞれスコポレチン、クマリン、ウンベリフェロンを生産する。
サクラ、サツマイモに関してはその生育環境に存在する微生物におけるクマリン代謝能の追跡を行った。その結果、サクラ根圏および食害昆虫腸管からクマリン分解微生物を単離・同定した。本菌はPseudomonas sp.であることがrRNA部分配列より分かった。クマリンを資化できる菌はこれまで報告例がない。さらに本菌のクマリン代謝分解を追跡し、クマリンーメリロト酸さらに次の代謝物へと代謝されていた。本研究で見いだした代謝経路は既知のものと一致した。代謝中間体の植物に対する生理活性を追跡中である。
シロイヌナズナにおいてはスコポレチン生合成欠損変異体を用いた種々の生理学的実験を行うとともに、マーカー遺伝子を用いた生合成鍵酵素遺伝子の発現部位の解析を行った。具体的には、スコポレチン生合成能欠損変異株に対してFusariumやPseudomonasによる微生物感染刺激を与え、植物体の応答を追跡した。その結果、試験に用いた微生物に対する感受性に大きな違いが見られなかった。また欠損株の生育速度が、野生株に比べてやや低かった。
またGFPおよびGUSタンパク質によるスコポレチン生合成鍵酵素の可視化を進めた。これらの酵素遺伝子は微生物の感染刺激に応じて、感染部位で発現量が上昇するのが観察された。
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