発芽種子の糖代謝プロファイリングに基づく根寄生雑草の新規防除法の開発

基于发芽种子的糖代谢分析开发根寄生杂草的新控制方法

• 批准号: 13J00683
• 负责人: 若林 孝俊
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00683/
• 关键词: 寄生植物; ヤセウツボ; プランテオース; ノジリマイシン; 糖代謝; ヤセウッボ; メタボロミクス

前年度までにヤセウツボ種子中の，三糖プランテオース代謝経路中のスクロースの分解がノジリマイシン亜硫酸付加物 (NJ) の添加により抑制され，その結果，発芽が阻害されることを見出した．本年度は前年度に計画していた「スクロース分解抑制による発芽阻害の分子機構の解析」として，NJ が及ぼすスクロース分解酵素インベルターゼへの影響の調査，及び，次世代シーケンサーを用いたトランスクリプトーム解析を実施した．インベルターゼの活性を試験するため，発芽種子より粗タンパク質を抽出し，粗酵素，NJ および基質となるスクロースを混合し，NJ 存在下でインベルターゼ活性が減少するかを検証した．しかしながら，NJ が存在した場合でもインベルターゼ活性はコントロールと比較して変化がなかった．一方で，NJ 処理処理種子から粗酵素を抽出しインベルターゼ活性を測定したところ，その活性は発芽種子の場合よりも低いという結果を得た．またその活性低下は液胞型酸性インベルターゼ，細胞壁型酸性インベルターゼで顕著であった．従って，NJ はこれらのインベルターゼの転写，翻訳，翻訳後修飾のいずれかの過程を阻害しているものと考えられた．トランスクリプトーム解析では，発芽種子と NJ 処理種子で各処理後時間における遺伝子発現の比較を行った結果，NJ 処理によっていずれかの組み合わせで下方制御されたコンティグが 122 個，上方制御されたコンティグが 33 個見出された．特に下方制御されたコンティグ中には，糖輸送体である SWEET や beta-amylase, beta-1,4-xylosyltransferase など多糖の分解や細胞壁多糖の合成に関わる遺伝子が含まれていたことから，NJ 処理が複数の糖質関連酵素遺伝子の発現に影響を与えることが明らかとなった．

去年，我们发现添加野尻霉素亚硫酸盐加合物（NJ）会抑制海鳗种子中三糖植物糖代谢途径中蔗糖的分解，从而抑制发芽。今年，作为去年计划的“抑制蔗糖分解而抑制发芽的分子机制分析”的一部分，我们研究了NJ对蔗糖分解酶转化酶的影响，并进行了转录组分析使用下一代测序仪进行分析。为了测试蔗糖酶的活性，我们从发芽的种子中提取粗蛋白，将粗酶、NJ和蔗糖作为底物混合，并验证在NJ存在下蔗糖酶活性是否降低。然而，即使存在 NJ，蔗糖酶活性与对照相比也没有变化。另一方面，当我们从NJ处理的种子中提取粗酶并测量蔗糖酶活性时，我们发现其活性低于发芽种子中的活性。此外，液泡酸性转化酶和细胞壁酸性转化酶的活性显着降低。因此，NJ 被认为抑制这些转化酶的转录、翻译或翻译后修饰过程。在转录组分析中，比较了每个处理后时间的发芽种子和 NJ 处理种子之间的基因表达，结果是，任一组合中有 122 个重叠群被下调，而 NJ 处理中有 122 个重叠群被上调。成立。特别是，下调的重叠群包含参与多糖分解和细胞壁多糖合成的基因，例如糖转运蛋白SWEET、β-淀粉酶和β-1,4-木糖基转移酶。已表明这种效应影响多种蛋白的表达。碳水化合物相关酶基因。

项目成果

ノジリマイシンの糖代謝阻害による根寄生雑草選択的な発芽抑制

野尻霉素通过抑制糖代谢选择性抑制根寄生杂草的发芽

• 发表时间: 2013
• 作者: 若林 孝俊;安本周平;明石智義;青木俊夫;杉本幸裕;太田大策;村中俊哉. 岡澤敦司
• 通讯作者: 村中俊哉. 岡澤敦司

代謝解析による寄生雑草防除法の開発

利用代谢分析开发寄生杂草控制方法

• 发表时间: 2014
• 期刊: 生物工学会誌
• 作者: 岡澤敦司;若林孝俊
• 通讯作者: 若林孝俊

Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control

野尻霉素对根寄生杂草萌发种子糖代谢影响的研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Takatoshi Wakabayashi;Shuhei Yasumoto;Tomoyoshi Akashi;Toshio Aoki;Yukihiro Sugimoto;Daisaku Ohta; Toshiya Muranaka;Atsushi Okazawa
• 通讯作者: Atsushi Okazawa

INHIBITORY EFFECT OF NOJIRIMYCIN ON GERMINATION AND SUGAR METABOLISM OF A BROOMRAPE.

野尻霉素对列麦发芽和糖代谢的抑制作用。

• 发表时间: 2013
• 作者: 若林 孝俊;安本周平;明石智義;青木俊夫;杉本幸裕;太田大策;村中俊哉;岡澤敦司
• 通讯作者: 岡澤敦司

Study on the effect of nojirimycin on sugar metabolism in germinating seeds of root parasitic weeds for selective control

野尻霉素对根寄生杂草萌发种子糖代谢影响的研究

• 发表时间: 2014
• 作者: Takatoshi Wakabayashi;Shuhei Yasumoto;Tomoyoshi Akashi;Toshio Aoki;Yukihiro Sugimoto;Daisaku Ohta;Toshiya Muranaka;Atsushi Okazawa
• 通讯作者: Atsushi Okazawa