植物におけるフェニル酢酸の合成経路とオーキシンとしての生理機能の解明

苯乙酸的合成途径及其作为植物生长素的生理功能的阐明

• 批准号: 18F18708
• 负责人: 笠原 博幸
• 金额: $ 1.47万
• 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 JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-07-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18708/
• 关键词: オーキシン; フェニル酢酸; インドール-3-酢酸; 成長制御; 植物ホルモン; 生合成

オーキシンは植物の成長や分化の制御において非常に重要な役割をもつ植物ホルモンの一種である。植物の主要な活性型オーキシンであるインドール酢酸（IAA）の作用機構や生理的役割の解明が進んでいるのに対し、植物に広く存在するもう一つの活性型オーキシンであるフェニル酢酸（PAA）の生合成経路とその生理的役割などは殆ど解明されていない。本研究では、マメ科やコケ植物、アブラナ科のモデル実験植物を使って、PAAの生理的役割、生合成経路、微生物との相互作用における役割の解明などに関する研究を行った。植物におけるIAAとPAAの生理的役割の違いを明らかにするため、シロイヌナズナにこれらのオーキシンを処理し、それぞれに特異的に応答する遺伝子をRNAseqにより網羅的に解析した。その結果、シロイヌナズナにおいてIAA特異的に応答する遺伝子、PAA特異的に応答する遺伝子、両者に応答する遺伝子を特定した。IAA特異的に応答する遺伝子群は早期に発現量が変動するものが多いのに対し、PAA特異的に応答する遺伝子群にはIAAよりもゆっくりと発現量が変動するものが多いことを明らかにした。シロイヌナズナのPAA生合成に関与する研究では、候補遺伝子の一つであるシトクロムP450モノオキシゲナーゼCYP79A2が、シロイヌナズナのPAA生合成に特異的に関与することの発見に寄与した。また、このCYP79A2経路はシロイヌナズナのPAA生合成に部分的に寄与しており、主要なPAA生合成経路は別に存在することが明らかになった。さらに、シロイヌナズナにおいてオーキシン-アミド合成酵素（GH3）がIAAとPAAの濃度比を調節していることの発見にも寄与した。

It is very important to control the growth and differentiation of plants The mechanism of action of the main active form of plant IAA and the physiological mechanism of action of plant IAA exist in plants. This study is aimed at studying the physiological processes, biosynthetic pathways and interactions of PAA in plants, plants, and microorganisms. The physiological function of plant IAA and PAA is analyzed by RNAseq. The results of the study are as follows: IAA specific information, PAA specific information, PAA specific information The IAA specific response group has changed the amount of early detection and the PAA specific response group has changed the amount of early detection and the PAA specific response group has changed the amount of early detection. A study on PAA biosynthesis related to the candidate gene P450 was conducted to investigate the specific relationship between PAA biosynthesis related to the candidate gene P450 and CYP79A2. The CYP79 A2 pathway is a part of the PAA biosynthesis pathway, and the main PAA biosynthesis pathway exists. The concentration ratio of IAA to PAA was regulated by GH3.

项目成果

Differential gene expression analysis of Arabidopsis seedlings reveals potential involvement of 2-phenylacetic acid in hormone crosstalk and a role in plant microbe interactions

拟南芥幼苗的差异基因表达分析揭示了 2-苯乙酸在激素串扰中的潜在参与以及在植物微生物相互作用中的作用

• 发表时间: 2019
• 作者: Cook Sam David;Kimura Seisuke;Kasahara Hiroyuki
• 通讯作者: Kasahara Hiroyuki

Wageningen University & Research(オランダ)

瓦赫宁根大学及研究中心（荷兰）

GH3 Auxin-Amido Synthetases Alter the Ratio of Indole-3-Acetic Acid and Phenylacetic Acid in Arabidopsis

• DOI: 10.1093/pcp/pcz223
• 发表时间: 2020-03-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Aoi, Yuki;Tanaka, Keita;Kasahara, Hiroyuki
• 通讯作者: Kasahara, Hiroyuki