Development of the useful substance production system for genus Dendrobium using mycorrhizal fungi.

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薬用植物として重用されているDendrobium officinale(キバナノセッコク)の幼苗を3種類の共生菌(ツラスネラ科のTU22及びTU27、セレンディピタ科のSE1)とそれぞれ共培養した後、植物の重量を測定したところ、菌と共培養した幼苗の総重量は、無菌培養した幼苗(control)と比較すると増加傾向を示した。次に、共生菌がD. officinaleの生合成遺伝子の発現に及ぼす影響を検証するため、糖代謝、メバロン酸経路、ポリフェノール生合成経路に関連する遺伝子に関して、RT-PCRを用いた発現解析を行った。その結果、菌との共培養によってポリフェノール生合成に関与する遺伝子の発現上昇が見られた。Dendrobiumからは、ビベンジルとフェナントレンが数多く単離されており、それらの中には生物活性を示す化合物が多い。また、これらの化合物は菌の感染によって増加することが知られている。ビベンジルの生合成はbibenzyl synthase (BBS)が触媒し、D. officinaleでは6つのBBS及びBBS-like (BBSL) genesが登録されているが、その遺伝子制御に共生菌が及ぼす影響は明らかでない。そこで本研究では、上述の3種類の共生菌が、BBS及びBBS-like(BBSL)の遺伝子発現に及ぼす影響を調べた。その結果、コントロールに比べて、TU22とTU27と共培養した幼苗では、特定のBBS遺伝子の発現量が早期に高くなっていた。一方、SE1と共培養した幼苗では同様の傾向は見られなかった。つまり、共生する菌によって異なる変動パターンを示した。また、変動パターンは遺伝子によっても異なっていた。D. officinaleにおいて、系統的に近縁の遺伝子の発現変動パターンは類似していた。