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植物根分泌物中の新規生理活性物質の同定と機能解明

植物根分泌物中新型生理活性物质的鉴定及功能阐明

基本信息

批准号：
22K05470
负责人：
村田純
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Suntory Foundation for Life Sciences
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

これまでの予備実験から根分泌物中にあると予想される、植物生長抑制低減活性、Resilience-Inducing Factor (RIF) の精製と同定を試みた。シロイヌナズナ（Col-0）の根抽出物をイオン交換、続いてODSによる多段階分画を行い、得られた各画分をあらかじめ塗布した寒天培地にシロイヌナズナ（Col-0）幼植物を移植した。Bacillus属との非接触的共培養時に、根抽出物を塗布しない場合に観察される主根伸長抑制、植物生長抑制が低減される画分を探索したところ、連続した画分にまたがる活性画分領域を３つ（RIF-B, RIF-C, RIF-D）見出した。活性画分に含まれる化合物をLC-Orbitrap MSおよびGC-MSにより分析した結果、RIF-Cから活性の消長と呼応する分子イオンピーク複数を得た。これらの分子イオンの断片化パターンのライブラリとの照合結果に基づいて候補化合物の標品を入手し、それら標品を寒天培地に塗布し、上記バイオアッセイに供した結果、２つの活性候補化合物A, BがRIF活性を示すことを見出した。活性候補化合物A, Bは根から分泌されるため、これらは有力なRIF候補であると判断された。さらに活性候補化合物Aの予想生合成酵素を単離し、大腸菌にて発現させ、活性試験を行ったところ、同遺伝子産物が活性候補化合物Aの生合成を触媒する酵素であると判明した。このin vitro実験結果を基に、次年度は既に入手した当該遺伝子破壊株系統におけるRIF生合成、分泌、Bacillus属との共培養時の生長抑制レベルを評価し、in plantaでのRIFの機能検証を進める。

The plant growth inhibition activity, Resilience-inducing Factor (RIF) purification and determination were studied. The root extracts of Shiroi (Col-0) were exchanged online, and multi-stage paintings were made on the ODS. The resulting paintings were painted on the ground in cold weather and transplanted with the young plants of Shiroi (Col-0). When Bacillus spp. is co-cultured in non-contact, root extracts are coated on the surface, and the main root elongation inhibition and plant growth inhibition are explored. The active sub-domains (RIF-B, RIF-C, RIF-D) are shown. Activity analysis results for compounds containing RIF-C were obtained by LC-Orbitrap MS and GC-MS. The results of the combination of the molecular fragmentation and the RIF activity of the candidate compounds A and B are shown below. Active candidate compounds A and B are secreted from the root, and are determined to be potent RIF candidates. In addition, the enzyme for the synthesis of active candidate compound A was isolated, the enzyme for the production of Escherichia coli was detected, the enzyme for the production of active candidate compound A was detected, and the enzyme for the production of active candidate compound A was detected. The results of this in vitro study were reviewed in the following year. The RIF biosynthesis, secretion, growth inhibition and functional evaluation of RIF in planta were evaluated when the gene was isolated from the plant system.