リポキシゲナーゼが担う植物の傷害ストレス受容・応答機構の解明

本研究では、植物リポキシゲナーゼ(LOX)による傷害刺激認識機構と、その刺激認識機構が植物の進化過程でいつ獲得されたのか、を解明することを目的としている。前年度までに、Ca2+キレート剤であるBAPTAを用いてみどりの香り(GLVs)やジャスモン酸前駆体(OPDA)を定量することで、シロイヌナズナLOX2の活性にCa2+が必須であることを証明した。しかしながら、GLVsやOPDAの観察ではLOX2の活性評価には間接的であったため、本年度はLOX2の活性をex vivoで評価することにした。Col-0を用いた実験により、LC-MS/MSによってLOX2の生成物であるモノガラクトシルジアシルグリセロール-ヒドロペルオキシド（MGDG-OOH）を3種類検出することに成功し、さらにMGDG-OOHの精製を行い定量系の確立をした。これに伴い、シロイヌナズナ葉を用いたex vivoでのLOX2の活性評価アッセイを確立した。シロイヌナズナ葉の脂質組成から、DGDGやSQDG、PGといった別の膜脂質も十分に検出できる量が存在するが、検出できたヒドロペルオキシド類はMGDG-OOHだけであった。そのため、シロイヌナズナLOX2はMGDG特異的に酸素添加を行っていることが示唆された。ヒドロペルオキシドリアーゼ（HPL）活性をもたないエコタイプであるCol-0はGLVs中間体であるMGDG-OOHを蓄積しており、その蓄積量はHPL活性をもつエコタイプのWs-1で検出されるGLVs量とほぼ等量であった。またBAPTA存在下における、Col-0で抑制されるMGDG-OOHと、Ws-1で抑制されるGLVsの生成量も同程度であり、MGDG-OOHがGLVsの中間体であることを初めて直接的に証明した。

本研究では、植物リポキシゲナーゼ(LOX)による傷害刺激認識機構と、その刺激認識機構が植物の進化過程でいつ獲得されたのか、を解明することを目的としている。前年度までに、Ca2+キレート剤であるBAPTAを用いてみどりの香り(GLVs)やジャスモン酸前駆体(OPDA)を定量することで、シロイヌナズナLOX2の活性にCa2+が必須であることを証明した。しかしながら、GLVsやOPDAの観察ではLOX2の活性評価には間接的であったため、本年度はLOX2の活性をex vivoで評価することにした。Col-0を用いた実験により、LC-MS/MSによってLOX2の生成物であるモノガラクトシルジアシルグリセロール-ヒドロペルオキシド（MGDG-OOH）を3種類検出することに成功し、さらにMGDG-OOHの精製を行い定量系の確立をした。これに伴い、シロイヌナズナ葉を用いたex vivoでのLOX2の活性評価アッセイを確立した。シロイヌナズナ葉の脂質組成から、DGDGやSQDG、PGといった別の膜脂質も十分に検出できる量が存在するが、検出できたヒドロペルオキシド類はMGDG-OOHだけであった。そのため、シロイヌナズナLOX2はMGDG特異的に酸素添加を行っていることが示唆された。ヒドロペルオキシドリアーゼ（HPL）活性をもたないエコタイプであるCol-0はGLVs中間体であるMGDG-OOHを蓄積しており、その蓄積量はHPL活性をもつエコタイプのWs-1で検出されるGLVs量とほぼ等量であった。またBAPTA存在下における、Col-0で抑制されるMGDG-OOHと、Ws-1で抑制されるGLVsの生成量も同程度であり、MGDG-OOHがGLVsの中間体であることを初めて直接的に証明した。