教員詳細
准教授
上野 琴巳
Kotomi UENO
研究の概要
根寄生雑草の種子発芽を化合物でコントロールしよう!
植物の根に寄生して成長する根寄生雑草。寄生される側・宿主が農作物の場合は、大事な食料が得られないため人間にとっても問題です。その一方で、寄生する側の中には絶滅危惧種に指定されている根寄生雑草もいます。同じ仲間であっても、なぜ問題視される種と絶滅危惧種に分かれるのか。根寄生雑草種子の発芽と幼根伸長を低分子有機化合物で調節しながら、植物が化合物をどう認識しているのかを探ります。
研究で用いる化合物は、植物の根から放出されているものや有機合成したものの中から探します。混合物を分けていき、構造を明らかにし、活性を確認します。
主な研究テーマ
ヤセウツボの生育を阻害する物質の開発
ヤセウツボはマメ科やキク科に寄生する根寄生雑草で、日本では要注意外来生物に指定されています。日本国内で農作物に対する寄生被害は今のところ報告されていませんが、日本中に広がりつつあるので、マメが収穫できない!という問題がいずれ発生するかもしれません。一度寄生されてしまうと農薬でも対処できないため、「そもそも寄生されないようにする」が一番の防除方法と考えられています。そこでヤセウツボ種子の発芽を阻害したり発芽後の幼根伸長を阻害したりする物質を、きのこなどの微生物抽出物から探します。また明らかになった構造を元に、シンプルかつ有機合成しやすい化合物を設計し、実際に合成して作用するのかを調べます。
ヤセウツボ
ハマウツボの種子発芽を誘導する物質の探索
ハマウツボは海岸沿いのカワラヨモギに寄生する、絶滅危惧種に指定されている根寄生雑草です。根寄生雑草の種子は単独で発芽することがなく、宿主植物が根から分泌している化学物質のひとつ「ストリゴラクトン」を感知してから発芽すると知られています。しかしハマウツボの種子は、多くの植物が生合成しているストリゴラクトンに反応しません。では、どんな物質を感知してハマウツボは発芽しているのでしょうか? ハマウツボの宿主植物だけでなく、発芽を誘導する物質を分泌している植物の根滲出物から発芽刺激物質を単離し、構造を決定します。
ハマウツボ
植物が生産するストリゴラクトンの構造決定
はじめは根寄生雑草の種子発芽を誘導する物質として知られていたストリゴラクトンですが、後に植物の枝分かれを抑える植物ホルモンでもあることがわかりました。植物ホルモンですので、「植物」であれば生合成しているはずですが、植物によって作っているストリゴラクトンの構造が少しずつ違うため、ひとつひとつ分析しなければそれぞれの植物が生合成しているストリゴラクトンを決定することができません。そこでいろいろな植物を水耕栽培し、根から分泌されているストリゴラクトンを集め、さまざまな分析を行い、構造を明らかにします。