植物の生体防御機構における非極性移動型オーキシンの役割

非极性移动生长素在植物防御机制中的作用

• 批准号: 21H02501
• 负责人: 笠原 博幸
• 金额: $ 11.32万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02501/
• 关键词: オーキシン; 植物ホルモン; 生合成; 代謝; 生体防御; フェニル酢酸; スベリン; アブシシン酸; 成長制御; 生体防御機構; インドール酢酸

オーキシンは植物の成長や分化、環境応答の制御に関わる非常に重要な植物ホルモンである。本研究では、シロイヌナズナにおいてオーキシンの一種であるフェニル酢酸（PAA）の生合成遺伝子を同定し、その欠損変異体のスベリン層やその形成に関連する遺伝子を調べることなどにより、PAAの生体防御における役割の解明を目的としている。今年度は、1)シロイヌナズナのPAA生合成遺伝子の同定を目的として、候補遺伝子であるアルデヒドオキシダーゼ(AAO)ファミリーの機能解析と多重欠損変異体の作出、2)PAA量を減少させた変異体を作成することを目的として、ペニシリウム属菌の一種であるPenicillium chrysogenumのPAA代謝酵素pahAの遺伝子をシロイヌナズナで過剰発現させる実験、3)上記の実験で得られたaao多重変異体やpahA過剰発現体を使ってスベリンの分析やその形成に関連する遺伝子の解析を進めた。1)について、aao多重欠損変異体のPAA定量分析を行い、aao四重欠損変異体でPAAおよびその代謝物の量が大幅に減少することを明らかにした。また、この変異体では植物ホルモンのアブシシン酸（ABA）の量も顕著に減少していた。よって、AAOファミリーはPAAとABAの両方の生合成に関与することが強く示唆された。また、AAO遺伝子過剰発現体のPAA代謝物分析の結果から、同酵素がPAA生合成の律速段階ではない可能性も示唆された。2)については、P. chrysogenumのpahAとP450レダクターゼをそれぞれ過剰発現したシロイヌナズナ系統を確立した。さらに、pahAが生成するPAA代謝物のLC-MS/MS分析法を確立した。3)については、aao多重欠損変異体のスベリン量の分析を行い、aao四重欠損変異体でスベリン量が有意に減少するという実験結果を得た。

Plant growth, differentiation and environmental control are very important to plant development. In this study, we investigated the identity of PAA as a biosynthetic agent, and the relationship between PAA and PAA. This year, 1) identification of PAA biosynthetic genes, 2) PAA quantity reduction, 3) PAA variant generation, 1) identification of PAA biosynthetic genes, 2) PAA quantity reduction, 3) PAA variant generation, 3) identification of PAA biosynthetic genes, 3) identification of PAA biosynthetic genes, 4) identification of PAA biosynthetic genes, 4) identification of PAA biosynthetic genes, 5) identification of PAA biosynthetic genes, 6) identification of PAA biosynthetic genes, 7) identification of PAA biosynthetic genes, 8) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA biosynthetic genes, 10) identification of PAA biosynthetic genes, 10) identification of PAA biosynthetic genes, 2) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA biosynthetic genes, 10) identification of PAA biosynthetic genes, 2) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA biosynthetic genes, 2) identification of PAA biosynthetic genes, 9) identification of PAA 3) The above results show that the analysis of the formation and correlation of the multiple variant pahA event is progressing. 1) The quantitative analysis of PAA with multiple and quadruple impairments was carried out, and the amount of PAA and its metabolites was greatly reduced. The amount of ABA in these plants decreased. The PAA and ABA are closely related to the synthesis of PAA and ABA. In addition, the results of PAA metabolite analysis of AAO gene production showed the possibility of PAA biosynthesis by isoenzymes. 2) P. chrysogenum pahA P450 An LC-MS/MS assay for PAA metabolites was established. 3) The analysis of the quantity of aao multiple loss variation is carried out, and the quantity of aao quadruple loss variation is intentionally reduced.

项目成果

Washington University in St. Louis/University of California San Diego(米国)

圣路易斯华盛顿大学/加州大学圣地亚哥分校（美国）

4-Phenylbutyric acid promotes plant regeneration as an auxin by being converted to phenylacetic acid via an IBR3-independent pathway

• DOI: 10.5511/plantbiotechnology.21.1224b
• 发表时间: 2022-03-01
• 期刊: PLANT BIOTECHNOLOGY
• 影响因子: 1.6
• 作者: Iwase, Akira;Takebayashi, Arika;Sugimoto, Keiko
• 通讯作者: Sugimoto, Keiko