2020 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the mechanism of phototropism and gravitropism of higher plants
| Project/Area Number |
19K22268
|
|---|
| Research Institution | University of Tsukuba |
|---|
Principal Investigator |
繁森 英幸 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70202108)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平 修 福島大学, 食農学類, 教授 (30416672)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| Keywords | 光屈性 / 重力屈性 / 屈性制御物質 / raphanusanin / DIBOA / Bruinsma-Hasegawa説 / イメージングMS |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物の光［重力］屈性メカニズムは、オーキシン（IAA)の偏差分布による影側［下側］組織の成長促進に起因するというCholodny-Went 説で説明されてきた。一方で、当研究室の先行研究により、光側［上側］組織で生成された光［重力］屈性制御物質によって屈曲するというBruinsma-Hasegawa説が提唱されている。研究代表者らは、これまで種々の植物から光［重力］屈性制御物質を単離構造決定してきた。
そこで本研究では、ダイコン芽生えの屈性制御物質であるMTBIおよびraphanusaninを用いて、蛍光顕微鏡を用いたリグニンの定性による細胞壁の剛直化を調べた結果、これらの化合物に活性があることを見出した。また、ライムギ芽生えについて、光刺激や重力刺激を与えることにより屈性制御物質を単離し、NMR等の機器分析を用いて構造解析を行った結果、DIBOAおよびその配糖体であることを見出した。種々の生物活性を調べた結果、これらの化合物に抗オーキシン活性が認められ、活性酸素の産生促進ならびに細胞壁の剛直化が観測された。また、光刺激ならびに重力刺激によって、これらの化合物の生合成遺伝子が発現することも見出した。一方で、ダイコンならびにライムギ芽生えに光［重力］刺激を与え、屈曲部分について縦軸ならびに横軸方向における切片を作製し、Nano-PALDIイメージングMSを用いて、raphanusanin/MTBI、DIBOAならびにIAAの観測を行った。その結果、IAAの偏差分布は観測されなかったがraphanusanin/MTBIについては刺激側において増量しており偏差分布が観測された。ライムギ芽生えにおいては有意な偏差分布は観測されなかった。以上のことから、ダイコン芽生えにおいては、屈性制御物質の偏差分布が確認できたことから、Bruinsma-Hasegawa説を支持する結果が得られた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ダイコンならびにライムギ芽生えに光［重力］刺激を与え、屈曲部分についてミクロトームを用いて縦軸ならびに横軸方向における切片を作製した。作製した切片についてNano-PALDIイメージングMSを用いて、raphanusaninならびにDIBOAの観測を行った結果、光側［上側］と影側［下側］組織において、raphanusaninの偏差分布が観測されたがDIBOAでは有意差は得られなかった。
したがって、もっと多くの切片を作製してイメージングMSを測定して有意差を調べる予定であったが、測定装置の故障ならびにコロナ禍の影響もあり、予定通りに行うことができなかった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
ダイコン由来の屈性制御物質raphanusaninならびにMTBIおよびライムギ芽生えの屈性制御物質DIBOAについては、引き続き種々の条件でイメージングMSを測定し、偏差分布の可視化を検討する。また、ダイコンにおいては突然変異体を用いてraphanusaninならびにMTBIの内生量を測定し、野生株と比較することで屈性制御物質の偏差分布を調べる。
|
| Causes of Carryover |
コロナ禍の影響で研究成果発表を行う学会やシンポジウムが延期や中止となったことやオンライン開催となったため、当初計上していた学会等の参加旅費が残ってしまったため。次年度に学会等が開催されればそれに使用する予定である。
|
