数種禾穀類におけるアコニット酸の含量とアブラムシ密度との関係

Plant-feeding arthropods, in the course of evolution have adapted differentially to their plant host and thereby gained access to the available resource. Plants responded by developing chemicals and morphological defense to arthropods. Some secondary metabolic substances in plants have been assumed to be toxic or deter feeding. Aconitic acid in the barnyard-grass subspecies, Echinochloa oryzycola Vasing has been reported to be an active component against brown rice planthopper Nilapalvata lugens (Stal) (Kim et al. 1976). Aphids, Ropalosiphum padi. L., R. maidis (F.), Schizaphis graminum (Rondani)and Sitobion akeviae (Shinji), are important pests of barley (Hordeum vulgare L.) and wheat (Triticum aesstivum L.). On barley plants, more than seven aphids per stem causes yield loss (Hansen 1990). R. maidis sometimes severely infested corn plants (Zea mays L.), the leaves being wet by honeydew. Melanaphis sacchari (Zehntner) caused brownish decay of leaves of a susceptible line・ of sorghum Sorghum bicolor Moench. We examined the relation between aconitic acid contents and aphid densities in wheat, barley, corn, sorghum, barnyard grass and rice (Rustamani et al. 1992a). The plants containing larger amounts of aconitic acid showed a moderate degree of resistance to aphids. The findings obtained on additional lines in 1991, and on other components, such as DIMBOA (2,4-dihydroxy-7-methoxy-1,4-benzoxazin-3-one), are reported herein.禾本科植物の葉に含まれているアコニット酸を抽出定量し、寄生性のアブラムシに対する耐性との関係を調べた。トウモコロシの16系統、典型的な抵抗性と感受性のソルガムの2系統、ヒエ類の3亜種、イネの2系統、オオムギの9系統とコムギの8系統について比較した。一般的に逆齢期の植物は老熟期の植物より高い含量であった。トウモコロシは全体として200μg/g以上を含有する系統が多く、アブラムシに対して耐性を示した。外部からトウモロコシアブラを導入し、そう推移とアコニット酸の関係を調べたところ、比較的耐性を示す系統は多量に含有し、アブラムが寄生し易い系統は少量であった。ヒエノアブラムシに耐性のソルガムの系統は感受性の系統の約２倍のアコニット酵を含量していた。タイヌビエのみがイヌビエ、ヒメタイヌビエ、イネのホウレイとアケボノと異なって、成熟するにつれてアコニット酸の含有量が増加していた。このことはトビイロウンカによって稲田が坪枯れの時にタイヌビエのみが青春としており、それはアコニット酸によるとの報告と一致している。オオムギは比較的少量のアコニット酸が検出され、耐性における作用は弱く、オオムギには特有のグラミンがあり、これがアブラムシに対する耐性の主要因に成っていると考えられた。コムギは少量のアコニットさん含有であり、グラミンは検出されなかった。数個の未同定の作用力不明の多量成分と摂取忌避作用の認められる微量のフェノール酸もあった。いくつかの成分が耐虫性成分であるが、アコニット酸も重要な要因と考えられた

Expression, Purification and Properties of Alanine Racemase from Thermus thermophillus HB8

An alanine racemase (EC 5.1.1.1) from an extreme thermophilic bacterium Thermus thermophilus HB8, was purified and characterized, and its gene was cloned. The cloned alanine racemase gene (alr) was expressed in Escherichia coli JM 109. The alr gene is composed of a 1080 bp and encoded a 360 amino acid, and was predicted to have a molecular weight of 38,596. The enzyme was purified by heat shock at 70°C for 10min and DEAE Toyopearl 650M column chromatography. The purified enzyme had an optimum pH9.0∼10.0 and an optimum temperature of 55°C∼60°C. Enzyme activity was retained 100% after incubation of the enzyme at 70°C for 10min. Alanine racemase from Thermus thermophilus HB8 is a monomeric enzyme with a molecular mass of 39 kDa.高度好熱性細菌 Thermus thermophilus HB8 由来アラニンラセマーゼ遺伝子を大腸菌中にクローニングし、発現させた後に、精製及び性質検討を行った。alr遺伝子は1080bpからなり360アミノ酸残基 HB8をコードしていたので、本酵素は38,596Daの分子量であると予想された。alr遺伝子の [ G + C ] 含量は、72%であり、Tm値は98.8℃であった。T.thermophilus HB8由来アラニンセマーゼを中等度好熱性細菌 Geobacillus stearothermophilus 及び赤痢菌 Shigella sonnei 由来アラニンラセマーゼと一次配列の比較をしたところ、G.stearothermophilus 由来のものと33%、赤痢菌由来の酵素を28%の相同性を示した。T.thermophilus HB8 由来アラニンラセマーゼを、70℃で10分間の熱処理後、DEAE-トーヨーパール陰イオン交換カラム等により精製した。精製酵素の最適温度は、d-アラニンからl-アラニンへの反応で55℃、l-アラニンからd-アラニンへの反応では60℃であり、最適pHは、9.0〜10.0であった。また、70℃で30分インキュベーションを行った後にも、活性の低下は見受けられず耐熱性を示した。更に、本酵素は分子量38,000モノマー酵素であると推定され、その反応機構に興味が持たれる

Changes of Gramine Contents as an Aphid Resistant Substance with Barley Growth

Barley plants may be severely damaged by aphids,mainly because they may transmit viruses,suck food and disrupt tissues. There are resistant lines and susceptible lines in barley to aphids. The changing amounts of gramine from seeding to mature stages were investigated on 27 lines from 1989 to 1991. Barley was sown aound November 20 in the year and harvested in early June. Higher amount of gramine in seeding stage in all lines were detected,then gradually decreased with barley growth until 2 to 3 weeks before the earing stages. At this time aphids had appeared on the barley leaves and increased in population. The susceptible lines had a tendency of greater decrease in gramine content than the resistant lines at the time of aphid population growth. The maximum aphid population was observed from the end of April to early May. The gramine content was almost constant this time. The degradation mechanisms may be important factors determining the defference of resistant and susceptible lines at the aphid population growth stage. The susceptible lines may have a higher activity of degradation mechanism.大麦はアブラムシ類の被害を受けることがある。ウイルス病の伝搬者として、また栄養分の掠奪者と組織細胞の破壊者として、害を及ぼしている。オオムギの系統の中にはアブラムシに対して、抵抗性の系統と感受性の系統がある。インドールアルカロイドであるグラミンはアブラムシを含む各種の動物に対して、毒性を有している。抵抗性と感受性の両者を含む27系統のオオムギについて、幼苗から成熟期迄のグラミン含量の変化を1989、1990、1991年の3年間にわたって調べた。オオムギは前年の11月20日頃播種し、翌年6月上旬に収穫した。全ての系統において幼苗は多量のグラミンを含有していた。抵抗性系統は感受性系統よりも多量に含有していた。この違いは、幼苗期においても成熟期におけるのと同じであった。全系統において、出穂前までの伸長生育期にグラミン含有は漸次減少した。4月初旬の減少し終わった時期に、アブラムシ類は飛来し、繁殖を始めた。4月下旬から5月上旬にアブラムシ類の密度は最高に達した。この時期に近づくに伴い抵抗性系統と感受性系統の明瞭な違いが見られ、グラミン含量の差も明瞭であった。グラミン含量は収穫まで余り変化せず、葉の老熟に伴う水分消失のため、単位重量当たりの換算値では多量になっていた。感受性系統は抵抗性系統に比べて、アブラムシ類が飛来し、繁殖する時期に、グラミンの分解が盛んで、少量のグラミンのみしか検出されなかった。分解に関与する機構が感受性系統では抵抗性系統よりも高いことが、系統間の差の大きな原因と推定された

Redetermination of di-μ-sulfido-bis­{[(2R)-2-acet­oxy-2-amino­ethane-1-thiol­ato-κ2 N,S]oxidomolybdenum(V)}

The structure of the title compound, [Mo2(C4H8NO2S)2O2S2], has been redetermined. Besides obvious differences between the original [Drew & Kay (1971 ▶). J. Chem. Soc. A, pp. 1851–1854] and the current unit-cell parameters, some packing features of the structure are also different; these findings are the result of significant improvements in the precision and accuracy of the present structure analysis. The two Mo atoms in the dimeric complex have very similar distorted trigonal–bipyramidal environments. Each Mo atom is bonded to an S atom and to an N atom of an l-cysteine ester ligand, to a terminal O atom and to two S atoms which bridge to the adjacent Mo atom [Mo⋯Mo separation = 2.8191 (2) Å]. N—H⋯Ocarbon­yl and N—H⋯Oterminal hydrogen-bonding inter­actions consolidate the crystal packing. During the synthesis, the originally employed l-cysteinate ligand has been converted to the l-cysteinate methyl ester ligand. Since this reaction does not take place without tin(IV) chloride, it is clear that tin(IV) chloride acts as a catalyst for the reaction

トウモロコシに含まれるDIMBOAとアブラムシ抵抗性の関係

2,4-Dihydrox-7-methoxy1,4-benzoxazin-3-one (DIMBOA), a hydroxamic acid is considered to be one of the components responsible for the resistance to pest insects in cereal plants. The relationship between concentration of DIMBOA and aphid infestation on 21 corn lines was investigated in 1990 and 1991. DIMBOA was detected in leaves od all corn lines tested, contained larger amounts in young plants and gradually decreased with growth. This property was the same as observed in wheat. A more than ten times difference in DIMBOA concentration was observed in corn lines. However, there was no positive correlation between DIMBOA concentration and aphid density. Most of the lines used had resistance to aphids. Resistance may be built together with other components such as (E)-aconitic acid.ハイドロキサム酸のDIMBOAは特定のイネ科植物にあり、寄生する昆虫や病原菌に対して抵抗性物質となっている。一方、トウモロコシにはトウモロコシアブラムシとムギクビレアブラムシが寄生し、養分奪取、排泄する甘露によるスス病や萎縮病ウイルスの伝播者としての害をもたらしている。トウモロコシの21系統を1990年と1991年に栽培し、生育に伴うDIMBOA含量の消長とアブラムシの寄生の変化を調べた。DIMBOAは単位体重当り若齢期に多量を含有し、生育に伴って少量になり、老齢期になると検出不可能の量となった。使用した系統は全て多少ともアブラムシに対して抵抗性を示し、オオムギやコムギなどで見られた増殖は見られなかった。大増殖している農家の圃場から移植したが、DIMBOA含量の多い若齢期においては急速に死滅した。DIMBOA含量の少ない成熟期から老齢期にかけては若干管生存した。ムギミドリアブラムシを用いて、人工飼育液にDIMBOA等を添加して生存率を調べて、他の作用物質との関連を考察した。トウモロコシには同じ篩管に含有されるアコニット酸も多量にあり、両物質が共に抵抗性物質であると考えられた