大阪大学大学院薬学研究科
Graduate school and school of pharmaceutical sciences
応用環境生物学分野(平田研究室)
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 寄生植物は宿主となる植物の根,茎に侵入し,維管束から栄養分を奪い取り,成長する植物です.ダイズやエンドウなどのマメ科,トマト,ジャガイモなどのナス科の植物に寄生するヤセウツボ(図1左),トウモロコシやソルガムなどのイネ科植物に寄生するストライガ(図1右)などが代表的な寄生植物として知られています.これらの寄生植物が農産物に寄生することにより,世界中で年間1〜3億人分の食糧が奪われていると推計されています*.

1. Orobanche minor (ヤセウツボ, 左)とStriga generioides (ストライガ,右)

2. 寄生植物の発芽メカニズム

 当研究室では代謝産物を網羅的に解析するメタボロミクスの手法を用い,寄生植物の各成長段階における代謝を詳細に解析することにより,新たな寄生植物防除手法の可能性を探索しています.


 例えば,寄生植物の種子は図2に示したように,適切な温度と湿度に曝された種子が,宿主植物の根から分泌されるストリゴラクトンと呼ばれる物質を感知して,発芽します.私どもの研究グループは,この化学シグナルを受容した種子では代謝産物プロファイルが大きく変動していることを確認しました(図3).つまり,化学シグナルを受容した種子の中ではドラスティックな代謝変動が起きているのです.この結果をより詳細に解析すると,他の植物ではあまり見られない,珍しい代謝経路が存在する可能性が示されました.当該代謝経路を阻害する物質をデザインすることで,寄生植物の発芽を阻害し,農作物への被害を防ぐことが可能ではないかと考えています.

3. (左) 代謝産物プロファイリングに用いるガスクロマトグラフ

(右) Orobanche minor 種子抽出物から得られたクロマトグラム

上から化学処理前1日前,化学処理後0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0日目の試料から得られた結果を示している.これらのパターンを比較解析することで,種子中の代謝変動についての情報を得ることができる.

 本研究は神戸大学大学院農学研究科 杉本幸裕先生,大阪大学大学院工学研究科生命先端工学専攻 岡澤敦司先生,IITA(国際熱帯農業研究所) Ousmane Boukar博士,村中聡博士と共同で研究を進めています.

 (図1,2は岡澤先生から頂いたものです.)


*Elzein, A. & Kroschel, J., FAO Document Repository, 2003

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