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: 12045211
• 负责人: 長谷川 宏司
• 金额: $ 1.22万
• 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 (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12045211/
• 关键词: 光屈性; 光誘導性植物成長抑制物質; Bruinsma-Hasegawa説; ラファヌサニン

"光屈性"は植物に具備される環境応答反応の代表的な生物機能である。申請者らは、これまで広く信じられてきたCholodny-Went説(オーキシン説、1937年)を覆し、成長抑制物質が光照射によって生成することによって光側組織の成長が抑制され、屈曲するというBruinsma-Hasegawa説(成長抑制物質説、1990年)を提唱してきた。光誘導性成長抑制物質として、これまでraphanusaninやbenzoxazolinone類等を単離・同定し、光屈性を制御する鍵化学物質(光屈性制御物質)としての多くの証拠を植物生理化学の観点から発表してきた。本研究では光屈性制御物質の構造と機能について分子レベルから解明することを目指し、1.青色光によって植物の茎で生成される光屈性制御物質を様々な植物から単離・同定し、更に2.ダイコン下胚軸の光屈性制御物質であるraphanusaninや4-methylthio-3-butenyl isothiocyanateの生合成の分子機構を遺伝子及び酵素レベルから研究し、以下の新たな知見を得た。1.単子葉植物・アベナの芽生えから短時間の青色光照射によって光側組織で生成される成長抑制物質を単離し、uridineと同定した。このことは広範な植物に観察される"光屈性"が普遍的な化学物質によって制御される可能性を初めて示唆するものである。2.ダイコンの光屈性において、光屈性刺激光側細胞のミロシナーゼ遺伝子発現を誘導し、生成された酵素ミロシナーゼによって不活性型のglucosinolateから活性型の4-methylthio-3-butenyl isothiocyanateやraphanusaninが生成され、光側細胞の伸長が抑制され、光方向に屈曲することが明らかになった。

"Photoflexibility" means that plants have biological functions represented by environmental responses. The applicant submitted the following proposal: Cholodny-Went Theory (1937), Growth Inhibiting Substance Theory (1990), Growth Inhibiting Substance Theory (1990). Photoinducible growth-inhibiting substances such as raphanusanin and benzoxazoline are isolated from and regulated by photobending inhibitors. This study focuses on the structure and function of photoflexibility control substances, molecular mechanisms for the synthesis of photoflexibility control substances, and molecular mechanisms for the synthesis of photoflexibility control substances. The following new knowledge is available. 1. When the buds of monocotyledon plants sprout, the growth-inhibiting substances produced in the light-side tissues under a short period of cyan light are separated and uridine is determined. The "photoactivity" of these plants is a common chemical substance, and the possibility of controlling them is also discussed. 2. The photoflexibility of the photoside cells was stimulated by photoflexibility, and the production of 4-methylthio-3-butenyl isocyanate and raphanusanin was induced by photoflexibility, and the elongation of photoside cells was inhibited by photoflexibility.

项目成果

T.Hasegawa: "Phototropic stimulation induces the conversion of glucosinolate to phototropism-regulating substance of radish hypocotyls"Phytochemistry. 54. 275-279 (2000)

T.Hasekawa：“向光性刺激诱导芥子油苷转化为萝卜下胚轴的向光性调节物质”植物化学。

S.Yamamura: "Chemistry and Biology of phototropism-regulating substances in higher plants."The Chemical Record. (in press). (2001)

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

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

T.Hasekawa：“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。

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

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