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2014 年度 実施状況報告書

植物アルカロイド合成を制御する転写因子の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 26440144
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

庄司 翼  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (40343272)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードアルカロイド / トマト / ジャスモン酸
研究実績の概要

タバコのニコチン生合成系遺伝子を制御するマスター転写因子ERF189と相同な因子は広く双子葉植物に存在する。タバコと同じナス科に属するトマトにも相同遺伝子JREが7つ存在し、そのうち6遺伝子JRE1-JRE6は、第一染色体の特定領域(300kb程度)にクラスター化する。いずれのJRE遺伝子もジャスモン酸により誘導された。ただし、その誘導パターン(タイミングや倍率)は遺伝子メンバー間で異なっていた。また、転写産物量はJRE4が他のメンバーよりも圧倒的に多かった。JRE4転写産物は葉と根を含む多くの組織で発現が見られたが、果実では登塾とともに発現が低下した。JRE3, JRE4, JRE6のそれぞれに機能抑制ドメインを付加したタンパク質を発現したトマト毛状根において、発現抑制される遺伝子を,cDNAマイクロアレイを用いて検索した。ステロイドグリコアルカロイド(SGA)であるトマチンの数多くの生合成酵素遺伝子がいずれの遺伝子の系統でも発現抑制されていた。また、JRE4を過剰発現したトマト植物体の葉を用いたアレイ解析でも、SGA生合成遺伝子の顕著な発現上昇が確認された。SGAおよびその代謝中間体であるコレステロール類の蓄積も生合成遺伝子の増減に相関性を示した。JREはトマトにおいてSGA生合成の制御転写因子であることが示された。

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

転写因子の標的代謝系を同定するという当初目標を達成できた。

今後の研究の推進方策

転写因子が生合成遺伝子を直接に転写活性化するのかという点を明らかにする。トマト果実を用いた一過性発現系が動くようになった。この系を有効に活用し、上記の点を解明したい。

次年度使用額が生じた理由

節約により残予算が生じました。

次年度使用額の使用計画

消耗品費などに充てる計画です。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Tobacco nicotine uptake permease regulates expression of the key transcription factor gene for nicotine biosynthesis.2014

    • 著者名/発表者名
      Kato K, Shoji T, Hashimoto T
    • 雑誌名

      Plant Physiol.

      巻: 166 ページ: 2195-2204

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Molecular evolution of N-methylputrescine oxidase.2014

    • 著者名/発表者名
      Maliwan N, Kato K, Shoji T, Hashimoto T
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 55 ページ: 436-444

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ATP-binding cassette and multidrug and toxic compound extrusion transporters in plants: a common theme among diverse detoxification mechanisms.2014

    • 著者名/発表者名
      Shoji T
    • 雑誌名

      Int. Rev. Cell Mol. Biol.

      巻: 309 ページ: 309-346

  • [学会発表] Jasmonate-responsive transcription factors control the steroidal glycoalkaloid biosynthesis in tomato2015

    • 著者名/発表者名
      Chonprakun Thagun、今西俊介、中林亮、大山清、森哲哉、河本晃一, 野中聡子、松倉千昭、江面浩,斉藤和季、橋本隆、庄司 翼
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京農大(東京、世田谷区)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-19
  • [学会発表] Novel genes possibly involved in late steps of nicotine biosynthesis in tobacco2015

    • 著者名/発表者名
      庄司翼、加藤啓太、Seddon Teoh、谷本裕樹、竹内敦子、士反伸和、金谷重彦、垣内喜代三、橋本隆
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京農大(東京、世田谷区)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-19
  • [学会発表] Cross-talk between JA and auxin in nicotine metabolism in tobacco2015

    • 著者名/発表者名
      加藤啓太、庄司翼、橋本隆
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京農大(東京、世田谷区)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-19
  • [学会発表] トマトのステロイドグリコアルカロイド生合成を制御するマスター転写因子2014

    • 著者名/発表者名
      Chonprakun Thagun 庄司翼、今西俊介、中林亮、大山清、森哲哉、河本晃一, 野中聡子、松倉千昭、江面浩,斉藤和季、橋本隆
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      アイーナ(岩手、盛岡)
    • 年月日
      2014-08-22 – 2014-08-23

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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