大麻成分THCAによる根冠形成阻害の分子メカニズムの解明

阐明大麻成分THCA抑制根冠形成的分子机制

• 批准号: 21K06630
• 负责人: 森元 聡
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06630/
• 关键词: THCA; アレロパシー; シロイヌナズナ; 根冠; IAA20; 根冠形成; IAA30; アサ; カンナビノイド

申請課題では、アサ畑にみられるアレロパシー誘導メカニズムの解明を目的としている。アサが生産するTHCAがシロイヌナズナの根冠形成を阻害することから、そのメカニズムを遺伝子レベルで解明することを試みた。昨年度では、マイクロアレイ解析やReal-time PCRを実施することによりTHCA処理したシロイヌナズナにおいて4種の遺伝子（IAA20、IAA30、IAA32、IAA34）の発現上昇を確認した。最終年度では、さらに根冠形成かかわる7種の遺伝子（IAA、IAA8、IAA17、IAA19、IAA31、ARF10、ARF10）の発現レベルをReal-time PCRで測定した。この結果、今回測定した遺伝子の発現量の変動はTHCA処理したシロイヌナズナにおいていずれも認められなかった。そこで、前年度で発現量の変動が確認された4種の遺伝子（IAA20、IAA30、IAA32、IAA34）の欠損株を用いて、THCAが根冠形成阻害を誘導するかどうか調べてみた。この結果、THCAはいずれの欠損株も根冠形成を阻害することが判明した。したがって、IAA20、IAA30、IAA32、IAA34はTHCAによる根冠形成阻害に関与してないことが判明した。IAA20の大量発現株は根冠形成阻害を誘導することが報告されているが、THCAはIAA20の発現に非依存的に根冠形成を阻害することが判明した。以上の新しい知見に加え、THCAによる根冠形成阻害は、シクロスポリンAによって有意に抑制されることも最終年度に発見した。シクロスポリンAはミトコンドリア障害に基づくネクローシスを抑制することが知られている。したがって、THCAは根冠部のミトコンドリアに障害を誘導することにより、根冠の正常な形成を阻害するものと考えられた。以上のように、申請者はTHCAの根冠形成阻害メカニズムを解明することに成功した。

该项目旨在阐明在大麻田中观察到的化感作用诱导机制。由于大麻植物产生的 THCA 抑制拟南芥根冠的形成，我们试图在基因水平上阐明其机制。去年，我们通过微阵列分析和实时 PCR 证实了 THCA 处理的拟南芥中四个基因（IAA20、IAA30、IAA32 和 IAA34）的表达增加。最后一年，通过实时PCR进一步测量了参与根冠形成的七个基因（IAA、IAA8、IAA17、IAA19、IAA31、ARF10、ARF10）的表达水平。结果，在用THCA处理的拟南芥中，没有观察到这次测量的基因的表达水平的变化。因此，我们使用缺乏前一年确认表达水平波动的四种基因（IAA20、IAA30、IAA32和IAA34）的菌株，研究了THCA是否会诱导根冠形成的抑制。结果发现，THCA 抑制了两种缺陷菌株的根冠形成。因此，表明IAA20、IAA30、IAA32和IAA34不参与THCA对根冠形成的抑制。据报道，表达大量IAA20的菌株会诱导根冠形成的抑制，但发现THCA独立于IAA20表达而抑制根冠形成。除了上述新发现外，我们在研究的最后一年还发现，环孢菌素 A 显着抑制了 THCA 对根冠形成的抑制作用。已知环孢素 A 可以抑制线粒体损伤引起的坏死。因此，THCA被认为是通过诱导根冠中线粒体的损​​伤来抑制根冠的正常形成。如上所述，申请人成功地阐明了THCA抑制根冠形成的机制。