アジサイのアルミニウム輸送体の機能解明と花色変異

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380062
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 吉田 久美 名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90210690)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: Hydrangea macrophylla / anthoycanin / aluminum-tolerance / blue flower color / aluminum transporter

研究実績の概要

アジサイ(Hydrangea macrophylla)のガク片の色は液胞に含まれるアントシアニン、助色素とアルミニウムイオンの量比およびpHにより決定される。我々は既に、ガク片液胞へのAl集積と青色発色に関与する三種類のAl輸送体遺伝子(HmVALT、HmPALT1、HmPALT2)を取得し、液胞膜型のHmVALTが酸性土壌耐性に重要な役割を果たすことを報告した。しかしアジサイにおけるAl輸送と集積機構の全貌は未だ不明である。本研究は、アジサイにおける青色発色と酸性土壌耐性機構の解明を目的に、Al量の異なる土壌で栽培したアジサイの有機成分の組成、各組織のAl量ならびに三種類の輸送体の発現量を比較した。
アジサイは通常の青色用土壌(-Al)とアルミニウム添加土壌(+Al)でさし芽からガク片が着色するまで約1年間育てた。経時的に組織を採取して実験に用いた。各組織のAl量はICPにより、有機成分はHPLCによりそれぞれ測定した。Al輸送体遺伝子の発現は定量的RT-PCRを用いた。+Alのアジサイのガク片は-Alに比べて明らかに青色になった。+Alのガク片のAl含有量は-Alのアジサイの2倍と有意に高かった。一方、有機成分（デルフィニジン3-グルコシド、5-Ｏ-カフェオイルキナ酸、5-Ｏ-p-クマロイルキナ酸、3-Ｏ-カフェオイルキナ酸）の組成には有意な差が見られなかった。Al輸送体遺伝子の発現解析の結果、さし芽から43日後、および108日後のステージ2、3の葉ではHmVALTは+Alで-Alよりも有意に高いことがわかった。これに対し着色したガク片（ステージ8）では-Alで増加、+Alで減少することがわかった。Al処理により生育の初期にAl輸送体の発現が誘導されることが示唆され、Alと接触することにより耐性遺伝子が誘導され、最終的に花色がより青くなる機構が推測される。今後は、輸送体タンパク質の定量および、遺伝子の誘導機構の解明を行う必要があると考える。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient and versatile synthesis of 5-O-acylquinic acids with a direct esterification using a p-methoxybenzyl quinate as a key intermediate (2014)
  • 著者名/発表者名: Oyama, K-I., Watanabe, N., Yamada, T., Suzuki, M., Sekiguchi, Y., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 00 ページ: 00
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.08.064
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of tecophilin, a tri-caffeoylanthocyanin from the blue petals of Tecophilaea cyanocrocus, and the mechanism of blue color development (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Ito, D., Miki, N., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 70 ページ: 8657-8664
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.09.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 色素としてのポリフェノール—化学と機能— (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 雑誌名: 日本ポリフェノール学会雑誌 巻: 3 ページ: 20-30
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Chemical Studies of Nemophilin, a Metalloanthocyanin from Blue Petals of Nemophila menziesii. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tojo, K., Yamashita, K., Kitahara, S., Mori, M., Yoshidam K.
  • 学会等名: The XXVII International Conference on Polyphenols & 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of 3-deoxyanthocyanins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Anthocyanin Chemistry in Flower Color Development. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Oyama, K-I., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Synthetic Studies of Alkylated Flavonoids and their Transformation to the Corresponding Anthocyanidins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Studies on Biosynthetic Intermediate of Cyanidin 3-glucoside from Seed Coat of Black Soybean. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, E., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Study on Divergent Synthesis of Flavan-3-ol type Polyphenos Using Coumarin as a Building Block. (2015)
  • 著者名/発表者名: Imai, S., Oyama, K-I., Watanabe, N., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Studies on Color Variation and Al-accumulation in Sepals of Hydrangea macrophylla. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tauchi, S., Ohara, T., Negishi, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Synthesis of 5-O-Acylquinic Acids Involved in Blue Color Development of Hydrangea Sepals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Oyama, K-I.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] クマリンを合成素子とした3-oxykoaburageninの全合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井祥平、尾山公一、渡邉紀之、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 未熟黒大豆種皮に含まれるflav-2-en-3-ol3-glucosideの単離とアントシアニンへの変換反応に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林英美、吉田久美、近藤忠雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 合成した助色素類を用いたアジサイ青色錯体の構造研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田智美、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] アルキル化フラボノイド類の合成と色素増感太陽電池への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀、尾山公一、若宮淳志、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会2015
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] アジサイのアルミニウム処理による組織のAl量と輸送体の発現量の変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田内翔子、大原健史、根岸孝至、津呂正人、吉田久美
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Cheimstry of flower coloration by anthocyanins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K.: Cheimstry of flower coloration by anthocyanins.
  • 学会等名: 29th Symposium on Natural Products
  • 発表場所: Kauhsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-28
  • 招待講演
• [備考] YOSHIDA LABORATORY - 名古屋大学
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/yoshida/