Analysis of chemodiversity of rice for enhancement of stress tolerance

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イネの品種特異的ファイトアレキシン、オリザラクトンに関する研究では、昨年までに生合成遺伝子KSLXを見出すことができた。今年度は、さらに、KSLXの進化について詳細に調べた。KSLXは、KSL8やKSL9との共通祖先から進化した遺伝子である。このうち、KSL8はオリザレキシンSの生合成遺伝子であり、KSL9は、機能を失った偽遺伝子である。KSLXとKSL9の共通祖先は、KSL8からBゲノム種の成立以前に分岐したものと推定された。さらに、KSLXとKSL9が分岐したあと、KSLXとKSL8との間で組換えが生じ、現在のKSLXが生じたものと推定することができた。また、このようなイベントは、Aゲノム種の成立以前に生じたこともわかった。一方、多数のAゲノム種でKSLXとKSL8がアリルとして共存していることから、この２つの遺伝子の間で平衡選択が働いたと考えることができた。一方で、昨年までに品種特異的に、病原菌感染や紫外線処理などによって誘導される5種の化合物の存在を見出していた。今年度は、各種クロマトグラフィーによってこれらの化合物を単離した上で、NMRおよびマススペクトルによって構造を解明した。これらの化合物は、いずれも芳香環をもつジテルペノイドであった。加えて、単結晶X線構造解析や結晶スポンジ法を用いて立体構造を決定した。いずれの化合物も、イネいもち病菌やイネごま葉枯病菌に抗菌活性を示したことから、イネのファイトアレキシンであることが明らかとなった。これらのファイトアレキシンをアビエトリジンA-Eと名付け、研究成果を論文として投稿中である。