| 研究課題/領域番号 |
25450022
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 研究機関 | 香川大学 |
|---|
研究代表者 |
加藤 尚 香川大学, 農学部, 教授 (50222196)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| キーワード | アレロパシー / モミラクトン / 成長抑制 / 作用機構 / 雑草抑制 / シロイヌナズナ / 変異体 |
|---|
| 研究概要 |
申請者らは，SALK T-DNA-Insertion-line の14,585種のシロイヌナズナ変異株にモミラクトンを投与したところ，モミラクトンBに対して低感受性を示す変異体を同定した．この変異体はフラボノイド生合成経路のtt6である．同じ生合成経路の他の変異体を観察したところ，高感受性(tt3, ban)を示す変異体が見つかった．また，tt6を除く他の変異体及び野生型は，モミラクトンB存在下で，植物体に赤色の色素を蓄積したことから，モミラクトンBはフラボノイド生合成経路を活性化させることが示唆された．これらフラボノイド生合成経路の変異体でモミラクトンBの感受性が変化したのは，モミラクトンBがフラボノイド生合成経路を活性化させ，成長抑制作用を持つ物質の合成を誘導させているためであると考えられる．そして植物体に色素が蓄積するのは，これらの物質が高濃度に蓄積したためだと考えられる． 一方，tt3やbanで高感受性を示したのは，これらの酵素の基質となる物質が，この経路の最終産物よりも強い生長抑制活性を持っているためだと考えられる．このような中間産物が最終産物より強い生長抑制活性を持つことは，イネのモミラクトン生合成経路の変異体ksl4で発芽や生長が著しく阻害されるが，その一つ上流のcps4では阻害されないことが報告されている．現在，変異体スクリーニング及びフラボノイド生合成経路に関する変異体の観察結果から，フラボノイド生合成経路とその発現を制御している転写因子の遺伝子発現をqRT-PCRを用いて測定している．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
イネは世界の主要な農作物であり生産性も高く，今後においても世界の食料供給に最も重要な作物である．1990年頃から，化学農薬の使用に頼らない環境配慮型のイネ栽培技術の開発に関する研究が，世界中で広く行われた．その結果，幾つかのイネ品種は，強いアレロパシー物質を環境に放出し，雑草の発芽や成長を抑制することが明らかになった．申請者らは，イネのアレロパシー物質として，モミラクトンが最も重要であることを明らかにした．申請者によるイネのアレロパシー物質としてのモミラクトン再発見の後，独立した幾つかの研究室で，全く異なるイネ品種においても，モミラクトンはそれらのイネのアレロパシー物質として機能していることが明らかになった．しかし，モミラクトンの作用機構に関する知見は世界中で現在まで得られていない． 今回の研究結果は，シロイヌナズナ変異株を使って，モミラクトンの作用機構を明らかにできることを示唆していると考えられる．
|
| 今後の研究の推進方策 |
モミラクトンがフラボノイド生合成経路に与える影響を，代謝産物の濃度を測定することで明らかにする： 申請者らは，モミラクトン感受性が高いシロイヌナズナ変異株２種(tt3, ban)，感受性が低い株1種(tt6)を見つけ出した．これらは，フラボノイド合成に関連する変異株であった．これらの中間代謝産物の濃度測定することで，モミラクトンが，フラボノイドの生合成の中間代謝産物濃度に与える影響を検証する．
フラボノイド生合成関連遺伝子の発現をリアルタイムPCRで明らかにする： フラボノイド生合成系経路の遺伝子発現を明らかにする．モミラクトンを野生株とこれらの変異株に投与し，フラボノイド生合成系経路の遺伝子発現をリアルタイムPCRで検証する．
フラボノイド関連遺伝子の転写因子などに与えるモミラクトンの影響を明らかにする：フラボノイド生合成系経路の関連遺伝子は， 転写因子TTG2, PAP1/PAP2により制御されている（Cur Opi Plant Biol 2005;8:272）．そこで，これらの転写因子の遺伝子発現に与えるモミラクトンの影響を検証する．
|
