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2016 年度 実績報告書

選択的な防除法の確立に資する寄生雑草に特有のプランテオース代謝経路の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26520310
研究機関大阪府立大学

研究代表者

岡澤 敦司  大阪府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (10294042)

研究期間 (年度) 2014-07-18 – 2017-03-31
キーワード根寄生雑草 / ストライガ / ハマウツボ / ガラクトシダーゼ / プランテオース / ノジリマイシン / 除草剤 / インベルターゼ
研究実績の概要

本研究の対象である根寄生雑草は,世界中の乾燥地農業に甚大な被害を与えており,アフリカでの食料生産の不安定化を引き起こす最大の生物的要因と言われている.本課題では,この問題の克服のために根寄生雑草における特徴的な代謝経路を標的とする防除法の確立に向けた研究を行った.
申請者らはこれまでに発芽過程のメタボローム解析によって,プランテオースという三糖が根寄生雑草の貯蔵糖として重要な役割を果たしていることを明らかにした.また,この代謝酵素を阻害することで,その発芽が特異的に抑制されることを明らかにした.そこで,本課題では,未だどの生物においても報告例のないプランテオースの分解酵素を明らかにすることを最初の目的とした.
トランスクリプトームデータより,プランテオース中の α-ガラクトシル結合を加水分解すると考えられる酵素遺伝子の絞り込みを行い,これを大腸菌にて異種発現させ,その活性を調べたところプランテオースの加水分解活性を検出することに成功した.また,その活性は酸性で顕著であったことから,根寄生雑草の発芽種子中でプランテオースは液胞やアポプラストなどの酸性区画で加水分解されていることが示唆された.これは,その酵素タンパク質の N 末端がシグナル配列と予測されることと一致した.
また,これまでにプランテオースの二段階目の加水分解を触媒するインベルターゼがノジリマイシンによって間接的に阻害されていることを明らかとしていたため,その分子機構の解明を目指した.酸性インベルターゼの部分アミノ酸配列を抗原とする抗血清を用いたウェスタンブロットの結果,ノジリマイシンはインベルターゼのタンパク質発現にはほとんど影響を及ぼさないことが明らかとなり,インベルターゼの翻訳後の活性化機構を阻害している可能性が示された.今後,このこれまでに知られていないインベルターゼの生理活性について詳細に検討する予定である.

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] National Center for Research(Sudan)

    • 国名
      スーダン
    • 外国機関名
      National Center for Research
  • [雑誌論文] オミクス解析による根寄生雑草選択的除草剤の標的探索2017

    • 著者名/発表者名
      岡澤 敦司
    • 雑誌名

      日本農薬学会誌

      巻: 42 ページ: 84-90

    • DOI

      10.1584/jpestics.W17-25

    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 根寄生雑草選択的な除草剤の開発に向けて2016

    • 著者名/発表者名
      岡澤 敦司
    • 雑誌名

      生産と技術

      巻: 68 ページ: 90-93

    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 根寄生雑草に特徴的な代謝経路の同定と選択的除草剤への展開2017

    • 著者名/発表者名
      岡澤 敦司
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2017-03-17 – 2017-03-20
    • 招待講演
  • [学会発表] Metabolism of planteose, a storage carbohydrate in seeds of root parasitic Orobanchaceae2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      10th International Symposium Exploring the Global Sustainability -Advances in plant biotechnology for agriculture in semi-arid land-
    • 発表場所
      Osaka University
    • 年月日
      2017-03-14 – 2017-03-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 根寄生雑草ヤセウツボの発芽種子で発現しているαーガラクトシダーゼの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      馬場敦也,徳永智也,木場康介,小川拓水,杉本幸裕,太田大策,岡澤敦司
    • 学会等名
      日本農薬学会第42回大会
    • 発表場所
      愛媛大学
    • 年月日
      2017-03-06 – 2017-03-08
  • [学会発表] Selective inhibition of germinaiton of root parasitic weeds by nojirimycin. An inhibitor of planteose metabolism2017

    • 著者名/発表者名
      Takatoshi Wakabayashi, Yukihiro Sugimoto, Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      SATREPS 2 Symposium Development of counter measures against Striga to conquer poverty and improve food security in Sudan
    • 発表場所
      Ministry of Higher Education and Scientific Research Conference Hall, Khartoum, Sudan
    • 年月日
      2017-01-29 – 2017-01-29
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolic analysis toward development of herbicides selective to root parasitic weeds2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      NAIST interdisciplinary workshop Frontiers in Parasitic Plant and Host Interactions
    • 発表場所
      NAIST Biosicence lecture hall
    • 年月日
      2016-08-30 – 2016-08-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Metabolic study for development of a novel and selective herbicide against root parasitic weeds2016

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Okazawa
    • 学会等名
      The 1st China-Japan-Korea Trilateral Joint Symposium on Plant Biotechnolgy
    • 発表場所
      Wanyilijing Hotel, Guiyang, Guizhou, China
    • 年月日
      2016-08-03 – 2016-08-05
    • 国際学会
  • [備考] 大阪府立大学大学院生命環境科学研究科応用生命科学専攻細胞代謝機能学研究室

    • URL

      http://cell-metabolism.sakura.ne.jp

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公開日: 2018-01-16  

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