植物の有用二次代謝産物生産を活性化する分子技術の開発と展開

开发和部署分子技术以激活植物中有用的次生代谢物的产生

基本信息

批准号：
22KJ0241
负责人：
齊藤里菜
金额：
$ 1.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ0241/
关键词：
植物ホルモンジャスモン酸二次代謝産物作用機構

项目摘要

植物ホルモンであるジャスモン酸イソロイシンは、植物由来の二次代謝産物の生合成を活性化する一方で、副作用としてその植物の生長を阻害することが知られている。それに対し、本研究で着目している分子　ジャスモン酸イソロイシンラクトンはトマトにおいて生長阻害を引き起こすことなく、二次代謝産物トマチンの生合成を活性化することが明らかにされている。本研究では、ジャスモン酸イソロイシンラクトンの作用機構について調べ、それに基づいた二次代謝産物生合成活性化能力の実践的活用法の開発を行っている。初年度は、ジャスモン酸イソロイシンラクトンの作用機構の解明に向けて、転写因子や受容体を欠損した変異体を用いた生物活性試験・遺伝子発現解析を実施した。その結果、ジャスモン酸イソロイシンラクトンのトマチン生合成の活性発現に関わる受容体および転写因子を明らかにすることができた。これにより、ジャスモン酸イソロイシンラクトンは選択的に下流の転写因子を活性化するために、トマトの植物体において生長阻害を引き起こすことなくトマチンの生合成を活性化することが明らかになった。また、ジャスモン酸イソロイシンラクトンが他の二次代謝産物生合成に関わるかについて調べるために、メタボローム解析を実施した。現在、データ解析を行い、他の二次代謝産物についての蓄積量を調べている。さらに、次年度は変異体を用いてRNA-seqを行い、ジャスモン酸イソロイシンラクトンが活性化する遺伝子群について網羅的な解析を行なっていく予定である。

茉莉酸异亮氨酸是一种植物激素，已知可以激活植物次级代谢产物的生物合成，同时抑制植物的生长作为副作用。相比之下，本研究的重点分子茉莉酸异亮氨酸内酯已被证明可以激活次级代谢产物番茄碱的生物合成，而不会抑制番茄的生长。在本研究中，我们正在研究异亮氨酸内酯茉莉酸酯的作用机制，并在此基础上开发一种利用其激活次级代谢产物生物合成能力的实用方法。第一年，我们利用缺乏转录因子和受体的突变体进行了生物活性测试和基因表达分析，以阐明异亮氨酸内酯茉莉酸的作用机制。结果，我们能够鉴定出参与异亮氨酸内酯茉莉酸激活番茄碱生物合成的受体和转录因子。这表明茉莉酸异亮氨酸内酯可以激活番茄植物中的番茄碱生物合成，而不会引起生长抑制，因为它选择性地激活下游转录因子。此外，还进行了代谢组分析来研究异亮氨酸内酯茉莉酸酯是否参与其他次级代谢产物的生物合成。我们目前正在进行数据分析并调查积累的其他次生代谢物的量。此外，明年我们计划利用突变体进行RNA-seq，全面分析异亮氨酸内酯茉莉酸激活的基因组。