2005 Fiscal Year Annual Research Report
シロイヌナズナにおけるアブシジン酸の量の調節機構の解明
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05J06377
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岡本 昌憲 首都大学東京, 理学研究科, DC2
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| Keywords | アブシジン酸 / 種子 / 休眠 / 乾燥耐性 / 農薬開発 |
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| Research Abstract |
アブシジン酸(ABA)の量の調節機構を明らかにするため、シロイヌナズナを用いて、生合成と不活性化の両者のメカニズムについて研究を行った。生合成の調節機構において、生合成の鍵酵素と考えられている9-シス-エポキシカロテノドジオキシゲナーゼ(NCED)は5つからなるファミリーを形成している。本研究において、種子登塾期にはAtNCED6とAtNCED9が主要な役割を果たし、種子のABA量および休眠性に影響を及ぼすことを明らかにした。不活性化経路においては、シトクロムP450をコードする4種のCYP707A(A1からA4)が鍵酵素であると考えられている。乾燥ストレス時には、CYP707A3 mRNAが主要に発現しており、この遺伝子のノックアウト植物が乾燥に対して耐性を示すことや、ABA量の過剰蓄積を示すことから、植物体においてCYP707A3がABAの不活性化に主要な役割を果たしていることが明らかとなった。また、種子登塾期において、CYP707A1とCYP707A2は種子登塾期期と後期にそれぞれABAの主要な不活性化を担い、乾燥種子におけるABA量に影響を果たすことを明らかにした。CYP707A変異体中の解析から、種子の休眠性の強さが、乾燥種子に含まれるABA量よりも、種子吸水時におけるABA量の維持の強さと相関を示すことを明らかにした。さらに、CYP707Aの阻害剤を探索することを目的に行った研究においては、ジベレリンの合成阻害剤として知られていたウニコナゾールがCYP707Aの酵素活性阻害に非常に強い効果を示すことをin vitro実験により発見した。実際この化合物を処理した植物がABA量の過剰蓄積ならびに乾燥耐性を示した。この結果から、ウニコナゾールをリード化合物したよりCYP707Aに特異的な阻害剤(農薬)開発につながることが期待される。
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[Journal Article] Functional analysis of Arabidopsis NCED6 and NCED9 genes indicates that ABA synthesised in the endosperm is involved in the induction of seed dormancy.2006
Author(s)
Lefebvre, V., North, H., Frey, A., Sotta, B., Seo, M., Okamoto, M., Nambara, E., Marion-Poll, A.
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Journal Title
Plant Journal 45
Pages: 309-319
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[Journal Article] CYP707A3, a major ABA 8'-hydroxylase involved in dehydration and rehydration response in Arabidopsis thaliana.
Author(s)
Umezawa, T., Okamoto, M., Kushiro, T., Nambara, E., Oono, Y., Seki, M., Kobayashi, M., Koshiba, T., Kamiya, Y., Shinozaki, K.
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Journal Title
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[Journal Article] CYP707A1 and CYP707A2, which encode ABA 8'hydroxylases, are indispensable for a proper control of seed dormancy and germination in Arabidopsis.
Author(s)
Okamoto, M., Kuwahara, A., Seo, M., Kushiro, T., Asami, T., Hirai, N., Kamiya, Y., Koshiba, T., Nambara, E.
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Journal Title
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[Journal Article] Uniconazole is a potent inhibitor of ABA 8'-hydroxylase in Arabidopsis.(^*These authors contributed equally to this work)
Author(s)
Saito, S.^*, Okamoto, M.^*, Shinoda, S., Kushiro, T., Koshiba, T., Kamiya, Y., Hirai, N., Todoroki, Y., Sakata, K., Nambara, E., Mizutani, M.
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Journal Title
Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry (印刷中)
