ユーカリの加水分解性タンニンの生合成機構とアルミニウム耐性における役割の解明

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酸性土壌では、主にアルミニウムが植物の生育を阻害する要因となる。強いアルミニウム耐性を示すユーカリの根では、加水分解性タンニンが多量に蓄積し、侵入してきたアルミニウムと結合して無毒化する。加水分解性タンニンは、植物に普遍的に存在するシキミ酸経路から分岐して合成されるが、草本モデル植物には蓄積せず、その代謝機構の解明は遅れている。本研究では、本来加水分解性タンニンを蓄積しない草本モデル植物を活用して、代謝機構解明の加速化を目指した。これまでに、シキミ酸経路から分岐以降第一段階と第二段階のステップを担う酵素遺伝子がユーカリから単離されている。これらの遺伝子発現ベクターを構築し、ベンサミアナタバコ葉で一過的に過剰発現させた。過剰発現させたベンサミアナタバコ葉では、想定される中間代謝産物が合成されることを確認し、この系によって加水分解性タンニンの生合成に関与する遺伝子の探索が可能と判断した。一方、これらの遺伝子を導入した形質転換シロイヌナズナでは、中間代謝産物が検出されなかった。このことから、シロイヌナズナとベンサミアナタバコ葉では、異なる機構で加水分解性タンニンが蓄積されないと考えられた。今後、シロイヌナズナで加水分解性タンニンが蓄積しない原因を明らかにしていきたい。また、第三段階以降のステップを担う酵素遺伝子を明らかにするために、トランスクリプトーム解析を行った。これまでに単離されている生合成酵素遺伝子との発現量の相関係数0.9を指標に、24の候補遺伝子を抽出し、発現ベクターを構築した。