高生産培養系を利用した根寄生雑草種子発芽刺激物質の生合成経路の解析

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15580091
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 杉本 幸裕 神戸大学, 農学部, 教授 (10243411)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 稲永 忍 鳥取大学, 乾燥地研究センター, 教授 (40124664)
• Keywords: 根寄生雑草 / ストライガ / オロバンキ / 発芽刺激物質 / ストリゴール / 生合成 / コウモリカズラ / 培養根

Research Abstract

根寄生植物の種子は、ストリゴラクトンと総称される化学物質を感受してはじめて発芽するという特徴を有する。本研究はストリゴラクトンの一つであるストリゴールを高生産するコウモリカズラ培養根を材料として、ストリゴールの生合成に関する知見を得ることを目的としている。
ストリゴールはその構造からセスキテルペンと考えられている。テルペノイドはメバロン酸またはメチルエリスリトールを経由して生合成されることが知られている。前年度はそれぞれの経路に特異的な阻害剤を投与してストリゴール生産(培地の発芽刺激活性)への影響を調べた。その結果、ストリゴールはメバロン酸経路で生合成されることが示唆された。
本年度は、生合成に関するさらなる知見を得るために、^<13>Cおよび^<14>Cで標識したメバロン酸を培養系に投与して、ストリゴールへの取り込みを調べた。[2-^<13>C]Mevalonolactoneを投与した後、10日間培養し、培地から活性を指標にストリゴールを精製した。各段階ごとに^<13>C-NMRを測定したが、ストリゴールに相当する炭素の増強は全く認められなかった。最終精製物のマススペクトルにおいて、無標識のストリゴールと比較して高分子側にも信号が検出されたが、メバロン酸由来の^<13>Cの明確な取り込みは認められなかった。そこで、[2-^<14>C]mevalonolactoneの取り込みを調べた。その結果、精製の最終段階で発芽刺激活性と放射能は分離し、メバロン酸由来の放射能のストリゴールへの取り込みは認められなかった。現在、メチルエリスリトール経路の生合成中間体であるデオキシキシルロースの取り込みを調べるために、放射能標識基質の調製を行っている。