植物化学研究室 （宮本皓司研究室）

本研究室では、植物が病虫害などのさまざまな環境ストレスから身を守る仕組みについて研究を行っています。植物が病原菌の感染などを認識すると、さまざまな植物ホルモンを介したシグナル伝達や転写因子群による下流標的遺伝子の転写活性化などを経て、防御応答が引き起こされます。このような誘導メカニズムを明らかにするために、イネを主な研究材料として、環境ストレス応答に関与する植物ホルモンや転写因子群の機能の解明を行っています。また、植物は環境ストレスに応答してさまざまな二次代謝産物を蓄積します。このような二次代謝産物の生合成経路や機能についても研究を行っています。

イネの病害抵抗性反応に関与する植物ホルモンの機能の解明

植物の病害抵抗性反応の誘導には、さまざまな植物ホルモンがかかわっています。これまでにジャスモン酸やサリチル酸といった植物ホルモンが病害抵抗性反応を誘導する重要なシグナル物質であることが知られています。一方、サイトカイニンは作物の多収性にかかわる植物ホルモンですが、病害抵抗性反応への関与は明らかになっていませんでした。これまでに、サイトカイニンおよびジャスモン酸の両方を欠損するイネをゲノム編集により作出し、このイネではいもち病菌に対する抵抗性が著しく低下することを明らかにしました。このことから、イネのいもち病菌に対する抵抗性においては、ジャスモン酸とサイトカイニンが協調して重要な役割を担っていると考えられます。

イネのジャスモン酸受容体の機能解析

植物ホルモンであるジャスモン酸は伸長の抑制、老化、雄性生殖器官の形成といった植物の生長、発達にかかわるだけでなく、植物のストレス応答にも関与することが知られています。植物ホルモンは、受容体と呼ばれるタンパク質と結合することで、さまざまな生理機能を発揮します。イネはジャスモン酸受容体をコードする遺伝子を3つ持っていますが、それぞれの機能については明らかになっていませんでした。現在、イネのジャスモン酸受容体の機能を明らかにするため、それぞれの受容体の変異株を作製し、その表現型の解析を行っています。

イネの抗菌性二次代謝産物の生産制御機構の解明

植物は病原菌の感染から身を守るためにさまざまな抗菌性二次代謝産物を生産することが知られています。このような植物が生産する抗菌性物質をファイトアレキシンと総称します。イネはモミラクトン、ファイトカサン、サクラネチンといったさまざまなファイトアレキシンを生産します。これまで、イネが病原菌の感染に応答して、どのようにファイトアレキシンの生産を誘導するのかを解明するため、ファイトアレキシンの生合成遺伝子の転写制御機構の解明に取り組んできました。現在までにさまざまな転写因子がファイトアレキシン生合成遺伝子の転写を誘導または抑制し、ファイトアレキシンの生産をコントロールしていることが明らかになっています。