Genetic modificatoin of host crops to endow novel resistant traits against root parasitic weeds based on advanced biochemical knowledge

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ハマウツボ科（Orobanchaceae）の根寄生雑草は、主要穀物やトマト、マメ類などの経済的に重要な作物に多大な被害をもたらしている。特に、アフリカにおけるハマウツボ科ストライガ属（Striga spp.）によるイネ科穀物に対する被害は深刻であり、貧困と飢餓の直接的な要因となっている。持続可能な開発目標（SDGs）を達成するためには、その克服が必須である。本国際共同研究では、これまでの研究成果とスーダン側共同研究者との強固な連携体制をもとに、作物に根寄生雑草に糖を奪われない形質と、根寄生雑草の発芽を誘導しない形質を付与し、スーダンにて実証試験を行うことを目的とする。以前に取得していた根寄生雑草ヤセウツボのトランスクリプトームデータより根寄生雑草が宿主より糖を収奪する際に重要な役割を果たすと想定されるインベルターゼの阻害蛋白質であるインベルターゼインヒビターをコードすると予想される遺伝子配列を２種獲得した。この配列をクローニングし、大腸菌およびベンザミアナタバコで発現させた。現在、発現させたタンパク質について、ヤセウツボのインベルターゼ阻害活性を評価している。糖代謝について、ヤセウツボの発芽に重要なプランテオースの加水分解を触媒する α-ガラクトシダーゼ OmAGAL2 の同定及びクローニングに成功した。大腸菌で発現させた OmAGAL2 に対する阻害剤のスクリーニングによって、芳香族カルボニルチオウレア誘導体を取得した。この類縁体の合成法を確立し、様々な類縁体を合成した。これらの化合物を発芽刺激物質と共にヤセウツボに投与したところ、一部の化合物が幼根伸長を著しく阻害することが明らかとなった。このことによって、糖の代謝阻害はヤセウツボの生育を抑制することを実証した。さらにストリゴラクトンの生合成について、その立体を制御する酵素についての重要な知見を得た。