高等植物・茎の光屈性現象を制御する鍵化学物質

控制高等植物和茎的向光性的关键化学物质

• 批准号: 13024214
• 负责人: 長谷川 宏司
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13024214/
• 关键词: 光屈性; 光誘導性の成長抑制物質; Bruinsma-Hasegawa説; Cholodny-Went説; raphanusanin; 4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate; myrosinase; uridine; ラファヌサニン; 光屈性制御物質; 光誘導性成長抑制物質

光屈性は植物が具備する環境応答反応の代表的な生物機能である。従来、光屈性は光側と影側組織におけるオーキシンの偏差分布によって引き起こされるというCholodny-Went説によって説明されてきた。しかし、機器分析によるオーキシン量の測定から、オーキシンの偏差分布は全く起こらないことが明らかになり、更に光側組織で成長抑制物質が生成し、光側の成長が抑制されることによって屈曲することが明らかにされている(Bruinsma-Hasegawa説)。本研究は光屈性を制御する成長抑制物質(鍵化学物質)を探索し、更にその生成機構と作用機構を明らかにすること等を主な目的として研究を行った。様々な植物を用いて光屈性制御物質の探索を行い、ダイコン下胚軸からraphanusaninsと4-methylthio-3-butenyl isothiocyanate(MTBI)を、アベナ幼葉鞘からuridine, L-tryptophanやavenacoside Bを、トウモロコシ幼葉鞘からbenzoxazolinon類等を単離・同定した。ダイコン下胚軸の光屈性では、光屈性刺激に伴うraphanusanin関連物質の動態と成長抑制活性を精査した結果、青色光照射によって光側組織でmyrosinase遺伝子の発現が誘導され、myrosinase活性が高まり、不活性型の4-methylthio-3-butenyl glucosinolateからglucoseが切り出され活性型のMTBI次いで最も活性の強いraphanusaninsが生成され、光側組織の成長が抑制されることによって光側に屈曲することが強く示唆された。uridineはアベナの他に、トウモロコシやクレスのシュートでも青色光で増量することも分かった。この他、青色光によってその生成が誘導される成長抑制物質として、ダイズからkievitone、クレスから4-hydroxy-2,3-dimethyl-3-nonen-4-olide等を単離・同定した。

Photoflexible plants possess biological functions that are representative of environmental responses. The light side and shadow side of the light side The deviation distribution of the measurement of the amount of light in the machine analysis is completely different from that in the light side tissue, and the growth inhibition substance in the light side tissue is generated and inhibited (Bruinsma-Hasegawa). This study is aimed at exploring the mechanism of growth inhibition (bond chemical substance) and its mechanism of action. In order to explore the use of photoactive substances in plants, the hypocotyls of different species are divided into raphanusanins and 4-methylthio-3-butenyl isocyanate (MTBI), uridine, L-tryptophan and avenacoside B, benzoxazoline and so on. The photoflexibility and photoflexibility of hypocotyl were investigated. The results showed that the expression of myrosin gene was induced by cyan light irradiation. The activity of myrosin was high. The activity of 4-methylthio-3-butenyl glucoside was high. The activity of active type of MTBI was high. The activity of raphanusanins was high. Light side tissue growth is inhibited by light side buckling. Uridine is a natural color that increases in color. The growth inhibiting substances such as kievitone, 4-hydroxy-2,3-dimethyl-3-nonen-4-olate, etc., are induced by the presence of other, cyan light.

项目成果

Yamamura, S.: "Chemistry and biology of phototropism-regulating substances in higher plants"The Chemical Record. 1. 362-372 (2001)

Yamamura, S.：“高等植物中向光性调节物质的化学和生物学”化学记录。

Hasegawa, T.: "Isolation and identification of a light-induced growth inhibitor in diffusates from blue light-illuminated oat (Avena sativa L.) coleoptile tips"Plant Growth Regulation. 33. 175-179 (2001)

长谷川，T.：“蓝光照射燕麦（Avena sativa L.）胚芽鞘尖端扩散物中光诱导生长抑制剂的分离和鉴定”植物生长调节。

山村庄亮, 長谷川宏司: "動く植物-その謎解き-"大学教育出版. 200 (2002)

Shosuke Yamamura、Koji Hasekawa：“移动植物 - 解开谜团”大学教育出版 200（2002）。

Hasegawa, T.: "Isolation and identification of a growth inhibitor from blue light-illuminated cress seedlings"Plant Growth Regulation. (印刷中). (2002)

Hasekawa, T.：“蓝光照射水芹幼苗中生长抑制剂的分离和鉴定”植物生长调节（出版中）。

Yamada, K.: "Repetition of the classical Boysen-Jensen and Nielsen's experiment on phototropism of oat coleoptiles"J.Plant Physiol.. 156. 323-329 (2000)

Yamada, K.：“重复经典的 Boysen-Jensen 和 Nielsen 关于燕麦胚芽鞘向光性的实验”J.Plant Physiol.. 156. 323-329 (2000)