非古典的ストリゴラクトン生合成に関与するシトクロムP450酵素ファミリーの解析

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カロテノイド由来の分子であるストリゴラクトン（SL）は、根圏では根寄生植物や菌根菌に作用するアレロケミカルとして、植物体内では枝分かれや老化などを制御する植物ホルモンとして多面的に機能する。最近になってD環と呼ばれる部分は保存されているが、既知のSLとは異なる化学構造を有する新しいタイプのSL（非古典的SL）がいくつかの植物種から報告されている。本研究では、イネより見出した新規シトクロムP450酸化酵素 [Non-canonical SL synthase 1 (NCS1)] を足がかりに、非古典的SLの生合成と代謝に新しい知見を与えることを目的とする。昨年度までに、OsNCS1がイネの新規な非古典的SLであるオキソカーラクトン酸メチルの合成酵素であることを明らかにした。本年度は、遅れていたOsNCS1の過剰発現体を作製し、ホモラインを選抜中である。また、OsNCS1破壊株の地上部では、野生型と比較して内生量が大きく変動するSL生合成中間体は存在しなかった。これまでの知見と併せると、OsNCS1は地下部のSL代謝には重要な働きを担っているものの、地上部のSL代謝には大きな影響を与えておらず、このことがOsNCS1破壊株の地上部で明瞭な表現型が見られない原因であると予想された。さらに、双子葉モデル植物であるシロイヌナズナにも、当該シトクロムP450酸化酵素のホモログが存在する。昨年度までに確立したこれらの過剰発現株の枝分かれ数を調査したが、枝分かれ数が増加する過剰発現株は存在しなかった。一方、独立したラインで枝分かれ数が減少する過剰発現株が存在した。また共同研究により、イネのCYP711Aファミリーに属する4遺伝子の中で、分げつ数の調節を担う2遺伝子を見出し、これらの破壊株の中では、カーラクトン酸やカーラクトン酸メチルが劇的に減少することを明らかにした。