複数代謝の統合的な制御による植物のストレス応答メカニズムの解明

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昨年度までの結果から，モデル実験植物シロイヌナズナのモリブデン補酵素硫化酵素ABA3がフラボノイド代謝，特にストレス適応に重要なアントシアニンの蓄積制御に関与することを突き止めた．最終年度にあたる本年度は，主に学術誌への投稿に向けて以下の成果を得た．（１）ABA3によるアントシアニン蓄積誘導にABAあるいはアラントインが必要か否かを検証した．ABA3が生合成に必須である植物ホルモンABAや生理活性物質であるプリン中間体アラントインは環境ストレス応答を誘導する．そのため，これらの欠損がアントシアニン蓄積に何らかの影響を及ぼすことが推測される．そこで，ABAあるいはアラントインで処理したABA3変異体を酸化ストレスに曝したときのアントシアニン量を調査した．その結果，ABA3変異体のアントシアニン量の低下はABAやアラントインでは完全には回復しなかった．（２）モリブデン酵素の欠損がアントシアニン蓄積に及ぼす影響を調査した．ABA3はいずれかのモリブデン酵素の活性化を介してアントシアニンの蓄積を制御すると予想される．そこで，モリブデン酵素の変異体を酸化ストレスに曝したときのアントシアニン量を調べた．これまでにモリブデン酵素として同定されているアルデヒド脱水素酵素（AAO1~4）とキサンチン脱水素酵素（XDH1）の変異体を調査した結果，非常に興味深いことに，ABA3変異体と同様の変異表現型を現す変異体は確認できなかった．以上の結果から，ABA3がABAやアラントインとは独立したメカニズムでアントシアニン蓄積制御に関与し，その背後には未同定のモリブデン酵素や生理活性物質が存在していることが示唆された．これらの成果は国内外の学会で積極的に発表した．また本課題の期間中に得られた研究成果を論文として取り纏めた（近日中には国際誌に投稿予定である）．