Elucidation of the germination controlling mechanism of root parasitic plants by tryptophan related chemicals

色氨酸相关化学物质阐明根寄生植物发芽控制机制

基本信息

批准号：
22H02276
负责人：
瀬戸義哉
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Meiji 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

本研究では、トリプトファン（Trp）関連分子が根寄生植物の発芽を制御するメカニズムを解明し、より強力な作用を有する分子の創出を目指して研究を行っている。特に、Trpそのものは、発芽阻害ならびに発芽後の幼根伸長阻害作用を示すが、Trpから生合成される植物ホルモンの一種であるオーキシンも同様の作用を示した。このことから、Trpがオーキシンに変換されてから作用する可能性が考えられた。そこで、重水素標識Trpを投与し、オーキシンの一種であるインドール-3-酢酸に変換されるか否かを調べた。その結果、重水素標識IAAと思われるピークを検出した。また、高等植物では、Trpからオーキシンへの変換に、TAAとYUCCAと呼ばれる二つの酵素が関与している。かつ、これらの酵素に作用する阻害剤に関する報告がなされている。そこで、これらの阻害剤が及ぼす効果を調べたところ、予想に反して、Trpによる幼根伸長阻害作用を弱めることはなかった。ヤセウツボの該当酵素に対しては何かしらの理由で作用しなかった可能性も考えられるため、今後さらなる検討が必要である。さらに、オーキシン機能制御剤として、オーキシンの輸送を阻害することで植物生長制御活性を示すcis型のケイヒ酸も同様の活性を示すことを明らかにした。種々類縁体も合成して、活性評価を行ったところ、活性はcis型の異性体に特異的にみられることを明らかにした。Trp類縁体の中で、N-アセチルトリプトファン（NacTrp）に関しては、発芽促進作用が認めらえたことから、類縁体を種々化学合成したが、これらの実験を行っている過程で、そもそもNacTrpが示す活性について再現性が得られないという問題が生じた。種子のロットが変わったことが一つの可能性として考えられるが、現在、合成の際に生じる副産物が活性本体である可能性を考慮し、検討を進めている。

在这项研究中，我们正在阐明色氨酸（TRP）相关分子调节根寄生植物的发芽的机制，并正在进行研究，以创建具有更强作用的分子。特别是，TRP本身表现出抑制发芽后的发芽和鼻营养性伸长，但是生长素是一种从TRP中提出的一种植物激素生物合成，也表现出相似的作用。这表明TRP转换为生长素后可能会起作用。因此，施用氘标记的TRP来确定该产物是否转化为一种生长素的吲哚-3-乙酸。结果，检测到被认为是氘标记的IAA的峰。在较高的植物中，两种称为TAA和丝兰的酶参与TRP转化为生长素。此外，还有关于作用于这些酶的抑制剂的报告。因此，当我们研究这些抑制剂的影响与预期相反时，我们并没有削弱TRP对辐射的抑制作用。 Moray Eel中的酶可能由于某种原因没有采取起作用，因此将来需要进一步研究。此外，揭示了顺式型肉桂酸，它抑制生长素的运输并通过抑制植物的生长来控制植物的生长，也表现出相似的活性。还合成了各种类似物并评估活性，并揭示了该活性在顺式型异构体中特异性观察。在TRP类似物中，N-乙酰基植物（NACTRP）具有发芽促进作用，并且在进行这些实验的过程中，各种类似物被化学合成，但首先无法获得NACTRP所表现出的活性。一种可能性是种子批次发生了变化，但是我们目前正在进行调查，考虑到合成过程中发生的副产品是活性体。