ストリゴラクトン骨格生合成酵素の同定と早期Ａ環水酸化経路の探索

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ストリゴラクトンは植物の内生ホルモンであり、菌根菌・根寄生植物に対する根圏情報物質でもある。本研究はミヤコグサにおける典型ストリゴラクトンである5-デオキシストリゴールと非典型ストリゴラクトンであるロータスラクトンの生合成酵素を明らかにする目的で，候補酸化酵素遺伝子の探索と機能解析を行った。ミヤコグサにおいて，リン酸過剰条件下でRNA-seqを行い，ストリゴラクトン生産減少下で発現が減少する遺伝子の探索を行った。その結果ミヤコグサの全シトクロムP450および全2-オキソグルタル酸依存性ジオキシゲナーゼの601個中，リン酸過剰条件下で発現が低下する遺伝子のうち発現変動の多い上位遺伝子49個についてさらに解析をすすめた。ミヤコグサ内在性レトロトランスポゾンを利用した遺伝子タギング集団から，候補遺伝子の欠損変異体を得てそのSL生産について調べた。その結果，5-デオキシストリゴールまたはロータスラクトンを生産していない遺伝子欠損株の存在を明らかした。この発見は，典型または非典型ストリゴラクトンを作り分ける生合成酵素の初めての発見である。ストリゴラクトン生合成経路の解明は，ストリゴラクトンを介した植物と菌根菌の共生機構の解明に大きく貢献するもので、将来AM菌を利用した循環型農業の発展への貢献が期待される。