Evolutionary dynamics of cis-trans factors on the regulation of plant gene cluster for diterpenoid momilactone.

顺反因子对植物二萜莫米内酯基因簇调控的进化动态。

基本信息

批准号：
20H02922
负责人：
岡田憲典
金额：
$ 11.32万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題では大きく以下の3つの項目①②③を進めている。①Oryza属クラスター領域内のピマラジエン合成酵素遺伝子OsKSL4の上流保存領域に存在する制御配列（シス因子）のゲノム編集株を用いた解析。②Oryza属に保存される関連転写因子(トランス因子) の機能解析。③ハイゴケのモミラクトン生合成制御機構の追究。各項目についての成果概要を以下に記す。研究3年目の本年度は、主に②③の研究項目について成果を得た。②：Oryza 属に保存される関連転写因子(トランス因子) の機能解析としては、昨年までにDPFの発現がジャスモン酸シグナル経路のマスター因子として働くMYC2依存的であることを明らかにしてしていたが、今年度はDPFによるモミラクトン生産誘導に影響を与えるトランス因子についてMYC2レギュロンの中から絞り込みを行いいくつかの抑制因子を特定した。③：昨年度までにハイゴケモミラクトン生合成経路の最終ステップを担うモミラクトンＢ合成酵素遺伝子CpCYP761AA2（コンティグCL1699）の同定に成功したので、今年度はイネの当該遺伝子OsCYP76M14との比較から、その発現様式とモミラクトンB合成への寄与を制御の観点で調べ、ハイゴケのCYP761AA2が転写レベルで大きく誘導されることでモミラクトンBの高生産を可能としていることを明らかにした。また、本遺伝子がハイゴケの染色体上でモミラクトン遺伝子クラスターとは離れた位置に座乗する可能性をFISH法により示唆することができた。①：Oryza属クラスター領域内のピマラジエン合成酵素遺伝子OsKSL4の上流保存領域に存在する制御配列（シス因子）を欠損したゲノム編集イネ系統の解析においては、葉身だけで無く、花芽・可食部のサンプリングを終了し、分析の準備が整った。

在本研究项目中，我们正在进行以下三个主要项目（1）、（2）和（3）。 ① 使用基因组编辑菌株分析Oryza簇区域中匹马二烯合酶基因OsKSL4上游保守区域中存在的调控序列（顺式元件）。 ②稻属保守的相关转录因子（反式因子）的功能分析。 ③探究苔藓植物莫米内酯生物合成的调控机制。下面提供了每个项目的结果摘要。今年是研究的第三年，我们主要在研究项目②和③方面取得了成果。 ②：对稻属中保守的相关转录因子（反式因子）的功能分析表明，DPF 的表达依赖于 MYC2，而 MYC2 是茉莉酸信号通路的主因子，但今年我们缩小了范围。 MYC2 对影响 DPF 诱导莫米内酯产生的反式因子的调节子，并确定了几个抑制因子。 ③：直到去年，我们才成功鉴定出莫米内酯B合酶基因CpCYP761AA2（contig CL1699），它在化学莫米内酯生物合成途径中起着最后一步，因此今年我们将在水稻中鉴定出OsCYP76基因。通过与M14进行比较，我们从调控角度研究了其表达模式及其对莫米内酯B合成的贡献，发现塞浦路斯苔藓中的CYP761AA2在转录水平上被显着诱导，从而实现了莫米内酯B的高产。此外，使用FISH，我们能够表明该基因可能位于苔藓的染色体上远离momilactone基因簇的位置。 ①：在分析Oryza簇区域中匹马二烯合酶基因OsKSL4上游保守区域中缺乏调控序列（顺式元件）的基因组编辑水稻品系时，我们不仅分析了叶片，还分析了花蕾和可食用部分。取样已完成，样品已准备好进行分析。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

浙江大学(中国)

浙江大学（中国）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Genomic evidence for convergent evolution of gene clusters for momilactone biosynthesis in land plants

陆地植物莫米内酯生物合成基因簇趋同进化的基因组证据

DOI：
10.1073/pnas.1914373117
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mao L; Kawaide H; Higuchi T; Chen M; Miyamoto K; Hirata Y; Kimura H; Miyazaki S; Teruya M; Fujiwara K; Tomita K; Yamane H; Hayashi K; Nojiri H; Jia L; Qiu J; Ye C; Timko MP; Fan L;Okada K
通讯作者：
Okada K

新規殺菌剤トルプロカルブに関する研究（第19 報）－イネ地下部おけるモミラクトン類の蓄積動態－

新型杀菌剂tolprocarb的研究（第19次报告）-莫米内酯在水稻地下部分的积累动态-

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
萩原寛之;小原敏明;岡田憲典
通讯作者：
岡田憲典

Impacts of bioactive terpenoids of rice on living companions in phytobiomes

水稻生物活性萜类化合物对植物生物群落中生活同伴的影响

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kazunori Okada
通讯作者：
Kazunori Okada

Transcriptional response of a target plant to benzoxazinoid and diterpene allelochemicals highlights commonalities in detoxification.

目标植物对苯并嗪类化合物和二萜化感物质的转录反应凸显了解毒的共性。

DOI：
10.1186/s12870-022-03780-w
发表时间：
2022-08-17
期刊：
影响因子：
5.3
作者：
Knoch, Eva;Kovacs, Judit;Deiber, Sebastian;Tomita, Keisuke;Shanmuganathan, Reshi;Serra, Nuria Serra;Okada, Kazunori;Becker, Claude;Schandry, Niklas
通讯作者：
Schandry, Niklas