植物種間で異なる恒常的防衛・誘導的防衛メカニズムの分子進化

植物物种之间不同的稳态和诱导防御机制的分子进化

• 批准号: 22K05645
• 负责人: 杉本 貢一
• 金额: $ 2.66万
• 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 (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05645/
• 关键词: 化学防衛; 植物－植食者相互作用; 二次代謝; Solanum lycopersicum; 野生種; 生物多様性; 食害誘導遺伝子

食害誘導性化合物の精製のためジャスモン酸処理をしたトマト葉を500g収穫し、メタノール抽出物を得た。本抽出物を液液分画により脂溶性夾雑物を除去したのち、ODSカラムによる分画によって粗精製物を得た。粗生成物のLC-MS/MS解析から、候補化合物がジヒドロカフェー酸様構造を持つことが明らかになった。この結果から精密質量から計算した組成式よりもより確からしい構造を推定することができたが、NMRによる構造解析を行うには至らなかったため引き続き原料量を増やして精製を行う必要がある。LC-MS/MSによる部分構造の解析から本化合物をより精度よく推定することができたため、その生合成に関わる遺伝子の探索を行った。2022年12月に類似化合物の生合成酵素遺伝子配列がトマトから単離され、その機能を生化学的に解析したプレプリント論文が一足先に発表されてしまった。当該論文では組換え酵素を用いた生化学的なin vitro解析のみを行っていたため、in vivoでどのような化合物を生合成するのかは明らかになっていない。特に本研究で目的とする推定化合物の材料は酵素反応に使われていなかったため、分からない。そこで当該論文で行われておらず、かつ本研究の目的化合物生合成酵素を明らかにする方法として、ゲノム編集トマトの作出によるin plantaでの遺伝子機能解明を行うこととする。プレプリントで発表された4遺伝子に加え、当該化合物から推測される生合成遺伝子1つを発見し、合計5遺伝子を候補遺伝子とした。各遺伝子のエクソン領域を認識し、かつ他の遺伝子とはお互いに認識しないgDNAを設計し、DNA合成の後にゲノム編集プラスミドにクローニングした。

Food pollution induced compound の refined の た め ジ ャ ス モ ン acid 処 Richard を し た ト マ ト leaf 500 g を 収 し and メ タ ノ ー ル extract を た. This extract を liquid-liquid points draw に よ り fat-soluble clip 雑 content を remove し た の ち, ODS カ ラ ム に よ る points draw に よ っ て coarse refined を た. Coarse products の LC - MS/MS analytical か ら, alternate compound が ジ ヒ ド ロ カ フ ェ ー acid others in tectonic を hold つ こ と が Ming ら か に な っ た. こ の results か ら precision quality か ら computing し た composition type よ り も よ り indeed か ら し い tectonic を presumption す る こ と が で き た が, NMR に よ る structure line を う に は to ら な か っ た た め lead き 続 き raw material quantity を raised や し て refined を line う necessary が あ る. LC - MS/MS に よ る partially constructed の parsing か ら this compound を よ り precision よ く presumption す る こ と が で き た た め, そ の biosynthesis に masato わ る posthumous son 伝 の exploration line を っ た. In December 2022 に の similar compounds biosynthesis enzyme heritage 伝 with sequence が ト マ ト か ら 単 from さ れ, そ の function を に of biochemistry analytic し た プ レ プ リ ン ト paper が one foot first に 発 table さ れ て し ま っ た. When the paper で は group in を え enzyme with い た な of biochemistry in vitro analytical の み を line っ て い た た め, the in vivo で ど の よ う を な compounds biosynthesis す る の か は Ming ら か に な っ て い な い. Therefore, に the purpose of this study で is to とする infer the compound of the <s:1> material of the <s:1> enzyme to 応に cause われて な な な ったため ったため ったため ったため, and to differentiate らな らな われて. そ こ で line when the paper で わ れ て お ら ず, か つ の purpose this study compounds biosynthesis enzyme を Ming ら か に す る method と し て, ゲ ノ compiling ト ム マ ト の make に よ る in planta で の heritage 伝 sub function interpret を line う こ と と す る. プ レ プ リ ン ト で 発 table さ れ た 4 legacy 伝 に plus え, when the compounds か ら speculation さ れ る biosynthesis heritage 伝 child 1 つ を 発 し, total 5 heritage 伝 child を alternate but 伝 と し た. The heritage 伝 son の エ ク ソ ン を know し, か つ he の but 伝 と は お mutual い に know し な い gDNA を design し, DNA synthesis after の に ゲ ノ compiling プ ム ラ ス ミ ド に ク ロ ー ニ ン グ し た.

项目成果

Natural defects of trichome formation in a wild tomato accession (Solanum pimpinellifoliu) by C2H2 zinc finger protein gene mutation

C2H2 锌指蛋白基因突变导致野生番茄 (Solanum pimpinellifoliu) 毛状体形成的自然缺陷

• 发表时间: 2023
• 作者: Koichi Sugimoto;Hiroshi Ezura
• 通讯作者: Hiroshi Ezura