植物の運動と「記憶」に関与する化学物質

参与植物运动和“记忆”的化学物质

基本信息

批准号：
12045259
负责人：
上田実
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Keio University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1)我々は、ハエトリソウをメタノール水溶液で抽出すると、その抽出液にはハエトリソウの補虫運動(葉の閉鎖運動)を引き起こす活性があることを明らかにした。しかし、分離を行うと活性が容易に消失する事から、この化合物は化学的に不安定であると考えられた。2)我々は、覚醒物質レスペデジン酸カリウムを基盤とした蛍光プローブ化合物を化学合成した。蛍光補助基として、分子サイズの小さなNBD,AMCA,dansyl基を結合させたプローブ化合物は、天然物にほぼ匹敵する活性を示した。現在、蛍光顕微鏡を用いて、これらプローブ化合物と植物組織との結合の観察について検討している。3)我々は、化学合成した人工覚醒物質を用いて、植物の就眠運動を阻害することに成功した。そこで、水分蒸散の機構を調べるために、就眠物質により閉じた葉と覚醒物質により開いた葉を用いて、一日の気孔の運動を観察した。その結果、気孔は、葉の開閉と無関係に、昼間は開き、夜には閉じるといった通常通りの開閉運動を行っていることが分かった。これらの結果より、マメ科植物は、就眠運動を行うことで、葉表面のクチクラ層からの水分蒸散を制御しているものと推定された。4)マメ科植物のギンネムは、小笠原・沖縄地方に分布するマメ科の外来植物であり、他の植物を駆逐して、地域の生態系を乱すことから問題になっている。我々は、葉を開かせる覚醒物質を用いて目的植物のみの就眠運動を阻害し、水分欠乏を誘導して枯死させることで、ギンネムを選択的に除草剤できるのではないかと考えた。そこで、ギンネムの活性物質の単離・構造決定を行い、就眠物質としてPotassium 2,3,4-trihydroxy-2-methylbutanoateを得た。また、抽出液中には覚醒物質による活性も確認されており、現在精製を進めている。

1）我们发现，用甲醇水溶液提取捕蝇草时，提取物具有诱导捕蝇草补体运动（叶子闭合运动）的活性。然而，这种化合物被认为是化学不稳定的，因为它的活性在分离时很容易丧失。 2）我们以兴奋剂respedate钾为基础，化学合成了一种荧光探针化合物。具有小分子尺寸 NBD、AMCA 和作为荧光辅助基团连接的丹酰基的探针化合物表现出几乎与天然产物相当的活性。我们目前正在研究使用荧光显微镜观察这些探针化合物与植物组织的结合。 3）我们使用化学合成的人工兴奋剂成功抑制了植物的睡眠运动。因此，为了研究水分蒸腾作用的机制，我们利用因睡眠物质而关闭的叶子和因清醒物质而打开的叶子观察了全天气孔的运动。结果显示，气孔开合正常，白天开，晚上关，与叶片开闭无关。从这些结果推断，豆科植物通过进行睡眠运动来控制叶表面角质层的水分蒸腾。 4) 杜鹃属豆科植物，是分布在小笠原和冲绳地区的豆科入侵植物，由于它排斥其他植物并扰乱当地生态系统，已成为一个问题。我们认为，也许可以通过使用兴奋剂来选择性地对山艾树进行除草，使叶子张开，抑制目标植物的睡眠运动，诱导缺水并导致其死亡。因此，我们分离确定了人参中活性物质的结构，得到了2,3,4-三羟基-2-甲基丁酸钾作为睡眠物质。此外，提取物中还确认了刺激物质的活性，目前正在进行纯化。