共生分子生物学分野

共生分子生物学分野
「共生」と「代謝産物」をキーワードにして、植物のもつ様々な不思議を分子生物学的、生化学的に解明しようと研究を進めています。

日本の高山におけるマメ科植物と根粒菌の共生関係

南アルプスのイワオウギ
南アルプスのイワオウギ

現在の日本の高山植物は北極圏から南下した植物に起源すること、および第四紀の最終氷期(約2万年前)以前には日本各地の高山に地理的に隔離にされたことが推測されています。
本来、マメ科植物—根粒菌共生系はある程度厳格な宿主特異性を有しているのですが、マメ科高山植物は北極圏からずっと共生系を維持して日本に南下してきたのでしょうか?それとも日本において新しい共生パートナーを見出したのでしょうか?このマメ科高山植物の移動・隔離の過程における根粒菌との共生関係の変化を調べています。

マメ科植物の根粒における代謝産物の動態

根粒菌と共生しているミヤコグサ(右)と<br>共生していないミヤコグサ(左)
根粒菌と共生しているミヤコグサ(右)と
共生していないミヤコグサ(左)

マメ科植物と根粒菌の間で行われる共生窒素固定において、光合成産物と窒素化合物の交換は良く知られていますが、他にどのような代謝物が関与しているかはあまり知られていません。共生窒素固定系の確立や維持に関わる代謝産物を、輸送体の解析を通して明らかにしたいと考えています。

薬用植物が生産する二次代謝産物の動態

薬用植物ムラサキの培養細胞
薬用植物ムラサキの培養細胞

植物が生産する二次代謝産物の多くは、抗菌活性や殺虫活性を有し植物を外敵から守っていますが、潜在的には植物に対しても有毒です。しかし、二次代謝産物を生産する植物は自らが生合成する化合物に対して種特異的な自己解毒機構を有しており、ダメージを受けることはありません。自己解毒機構の解明を目指して、二次代謝産物の生合成・輸送機構の解析を行っています。

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高梨 功次郎
高梨 功次郎 Link 助教
生物のもつ精緻な機構 植物は多種多様な化合物(代謝産物)を生産します。それら代謝産物の中には、それを生産する植物自身にも有毒であるものが少なからず存在します。しかしながら、有毒な代謝産物を生産する植物は自らが生合成する化合物に対して種特異的な自己解毒機構を有しています。