Comparative chemical genomic analysis on plant parasitism

寄生植物は、植物形態の基本的な枠組みを逸脱することなく、動物のように従属栄養として生きる能力を独自に進化させた高等植物であるが、実験室での生育が困難なことから、多くの発生プロセスにおいて不明な点が多数残されている。本研究では、独自に収集した宿主依存度の異なる寄生植物コレクションを用い、生物種を問わずに機能レベルでの解析を可能とする低分子プローブを活用することで、寄生植物が宿主の根に向かって伸張する「化学屈性」と呼ばれる未だ実態の明らかとなっていない能力の存在を立証することを目的とした。これを達成するため、モデル寄生植物としてハマウツボ科の半寄生植物であるセイヨウヒキヨモギを設定し、宿主であるヨモギへの誘因反応に関する基本的な遺伝経路の解析に取り組んでおり、ヨモギが放出する複数のシグナル分子を介した根の屈曲反応の遺伝経路の概要を明らかとした。下流で働くことが想定されるオーキシンの動きを可視化するために蛍光オーキシンを用いた顕微鏡解析を行い、オーキシン輸送阻害剤による誘因阻害作用と併せ、オーキシンの極性輸送が誘因反応に関わっていることを明らかとした。また、未だ同定されていない誘因因子の同定に向け、ヨモギからの抽出物を用いた誘因アッセイの確立とHPLCを用いた活性成分の精製にも取り組んだ。本研究より、寄生植物が宿主植物の根に向かって生育する未解明の生命現象の一端が明らかとなり、アフリカで猛威を振るう寄生植物であるストライガの新たな防除法の確立に向け一歩前進した。

寄生植物は、植物形態の基本的な枠組みを逸脱することなく、動物のように従属栄養として生きる能力を独自に進化させた高等植物であるが、実験室での生育が困難なことから、多くの発生プロセスにおいて不明な点が多数残されている。本研究では、独自に収集した宿主依存度の異なる寄生植物コレクションを用い、生物種を問わずに機能レベルでの解析を可能とする低分子プローブを活用することで、寄生植物が宿主の根に向かって伸張する「化学屈性」と呼ばれる未だ実態の明らかとなっていない能力の存在を立証することを目的とした。これを達成するため、モデル寄生植物としてハマウツボ科の半寄生植物であるセイヨウヒキヨモギを設定し、宿主であるヨモギへの誘因反応に関する基本的な遺伝経路の解析に取り組んでおり、ヨモギが放出する複数のシグナル分子を介した根の屈曲反応の遺伝経路の概要を明らかとした。下流で働くことが想定されるオーキシンの動きを可視化するために蛍光オーキシンを用いた顕微鏡解析を行い、オーキシン輸送阻害剤による誘因阻害作用と併せ、オーキシンの極性輸送が誘因反応に関わっていることを明らかとした。また、未だ同定されていない誘因因子の同定に向け、ヨモギからの抽出物を用いた誘因アッセイの確立とHPLCを用いた活性成分の精製にも取り組んだ。本研究より、寄生植物が宿主植物の根に向かって生育する未解明の生命現象の一端が明らかとなり、アフリカで猛威を振るう寄生植物であるストライガの新たな防除法の確立に向け一歩前進した。