4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼの特性化,除草剤による阻害および作物における除草剤耐性のための工学【JST・京大機械翻訳】

Hawkes Tim R.; Langford Michael P.; Viner Russell; Blain Rachael E.; Callaghan Fiona M.; Mackay Elaine A.; Hogg Bridget V.; Singh Shradha; Dale Richard P.

文献

J-GLOBAL ID：201902219800276951 整理番号：19A1042967

4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼの特性化,除草剤による阻害および作物における除草剤耐性のための工学【JST・京大機械翻訳】

Characterization of 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenases, inhibition by herbicides and engineering for herbicide tolerance in crops

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資料名：
巻： 156 ページ： 9-28 発行年： 2019年
JST資料番号： C0793A ISSN： 0048-3575 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：オランダ (NLD) 言語：英語 (EN)

ラットおよびいくつかの植物からの4-ヒドロキシフェニルピルビン酸ジオキシゲナーゼ(HPPD)酵素は,精製Arabidopsis thalianaおよびAvena sativa酵素における鉄含量と一致する二量体当たりの単一阻害剤結合活性部位のみを含んでいた。二量体HPPDは,0.8~2.5s~-1μM~-1の範囲のk_猫K_MHPP値を持つ四量体P.fluorescens酵素よりも約10倍触媒活性であった。ほとんどは,例えば25~100pMの範囲のメソトリオンに対するK_i値を有する除草剤に対して高感度であった。寒冷気候の草からの激しいHPPDは,除草剤感受性がはるかに低かった。Nicotinia tabacum,Avena sativa HPPDにおいて同様に発現させたとき,メソトリオンに対する11nMのK_i値は,より敏感なHPPDsのいずれよりもメソトリオン(Callisto~TM)に対してはるかに大きな耐性を与えた。Avena HPPDの標的変異誘発は,K_iに対するK_iの比として定義された4つの突然変異の発見をもたらし,触媒活性の損失なしに約16倍になった。この四重変異体の最も高い発現を有するニコチン系統は,メソトリオンの3kg/haの発芽後適用まで実質的な耐性を示した。タバコにおける異種植物HPPDsの最大観察発現レベルは全可溶性蛋白質の約0.35%であったが,内因性タバコHPPDは約0.00075%しか構成しなかった。このような高い発現において,障害された触媒活性を有するHPPDさえ効果的であった。五重変異体Avena sativa HPPDは野生型酵素と同様に触媒活性として約5%であるにもかかわらず,広い範囲のHPPD除草剤化学にわたって実質的な耐性を与えた。タバコにおける種々の野生型および突然変異体HPPDsの試験は,除草剤の圃場率に対する耐性が一般的に固有の除草剤耐性および内因性レベルに対する発現の両方において約2桁の増加を必要とすることを明らかにした。この二重障害は,HPPD阻害除草剤に対する標的部位に基づく抵抗性が雑草において進化するのが遅い理由を説明する可能性がある。Copyright 2019 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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雑草に対する農薬

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