Elucidation of the inhibitory mechanism of bolting in plants and development of bolting inhibitors

植物抽苔抑制机制的阐明及抽苔抑制剂的开发

基本信息

批准号：
22H02267
负责人：
松浦英幸
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

植物の生活史には一年生、二年生、冬型一年生、多年生などがある。冬型一年生および二年生植物は、本来、夏に発芽し越冬した翌年に急激な花茎伸長（抽台）を伴う開花、種子形成を行う。よって、子孫を残す上で夏から秋の栄養成長期間中の抽台はご法度である。しかし、上記の植物が生活環を完結させるために必須な『抽台抑制』に関しては、その抑制機構の詳細が明らかでない。本研究では低分子生理活性物質を基軸に環境条件によって制御される植物の抽台抑制機構を明らかとする。また、抽台抑制物質の化学構造をもとに、実農業で利用可能な抽台抑制活性を有する植物化学調節剤開発にむけた学術基盤を構築する。2022年度の進捗として、脂肪酸惻鎖が飽和体のものは活性を示さないが、活性型のモノアシルグリセロールではジベレリンの生合成初期の段階を阻害し、活性型ジベレリンを不活性化する生合成後半の段階を活性化することを明らかにすることができた。しかしながら、合わせて行ったシロイヌナズナを用いたRNAseq解析からは活性型ジベレリンを不活性化する生合成後半の段階が、より重要であると明らかになった。また、抽台抑制物質結合タンパクを検出するためのプローブについては、アジリジン基を有する化合物の合成に成功した。本化合物に関しては、抽台抑制物質が有するシロイヌナズナ発芽後の伸長阻害活性を同様に有することも明らかとできた。既存の抽台抑制物質と類似の化合物の単離を行い、12-oxo-phytodienoic acidを惻鎖に有するα-モノグリセリドの単離精製に成功した。

植物的生活历史包括第一年，二年级，冬季类型的第一年，多年生植物等。冬季类型的一年级和二年级植物在夏季和越冬天然发芽，花朵和种子形成是突然的花茎延伸（Rawstring）进行的。因此，禁止在从夏季到秋季的营养生长期间使用彩票来离开后代。但是，上述植物的抑制机制的细节对于完成生命周期至关重要。这项研究揭示了抑制基于小分子生物活性物质的环境条件控制的植物的机制。此外，基于抑制彩票物质的化学结构，我们将建立一个学术基础，以开发具有彩票抑制活性的植物化学调节剂，可用于实际农业。作为2022年进步的一部分，我们能够揭示，尽管那些饱和脂肪酸链的人没有显示活性，但活跃的单酰甘油酚抑制了吉布贝罗林生物合成的早期阶段，并激活了生物合成的后期阶段，使活跃的gibberellelin失活。然而，使用拟南芥的RNASEQ组合分析表明，使活性gberellin失活的后一个生物合成阶段更为重要。此外，至于检测绘制抑制剂结合蛋白的探针，具有氮杂氨酸基团的化合物的合成成功。还揭示了目前的化合物具有相似的活性，即抑制拟南芥发芽后的拉伸。进行了与现有的拉线抑制剂类似的分离化合物，并成功地分离并纯化了具有12氧球二烯酸的α-单甘油三酸酯。