日本植物生理学会年会およびシンポジウム　講演要旨集
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日本植物生理学会2003年度年会および第43回シンポジウム講演要旨集
選択された号の論文の841件中151～200を表示しています
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  • 単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolaeにおける強光に応答した葉緑体遺伝子の転写制御
    蓑田 歩, 田中 寛, 高橋 秀夫
    p. 139
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.139.0
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    光合成機能に関わる転写調節系とその進化の解明を目指し、私達はCyanidioschyzon merolaeをモデル生物としてその葉緑体転写制御の解析を進めている。C.merolaeはその単純な細胞構造に加えて、現在進行中の核ゲノム配列の決定に伴い、葉緑体と核のゲノム情報が利用できる非常に優れた研究材料である。核ゲノム配列の検索から、葉緑体の転写調節に関わると考えられる因子として、4種のシグマ因子遺伝子（SIG1～4）と1種のヒスチジンキナーゼ遺伝子(HIK)が見つかった。このHIKは、葉緑体ゲノムに存在する2つの転写因子Ycf27、Ycf29と2成分制御系を構成する可能性が高い。今回の解析では強光応答に伴う転写調節について調べた。C.merolaeを強光処理すると、4種のシグマ因子のうちSIG2のmRNA量のみが特異的に増加し、またHIKとycf27の転写量もSIG2と同様に強光により誘導された。この結果からSIG2が強光への応答に関わるシグマ因子であること、HIKによるシグナル伝達を介して、Ycf27が強光下での葉緑体遺伝子の転写制御に重要な役割を果たしている可能性が示唆された。強光下においてSIG2やYcf27によりどのような葉緑体遺伝子の発現が調節されているのかを知ることを目的として、C.merolaeの葉緑体DNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現の挙動を現在、解析中である。
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  • 葉緑体のFtsHメタロプロテアーゼVAR1およびVAR2の協調発現とチラコイド膜における複合体形成
    坂本 亘
    p. 140
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.140.0
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    VAR1およびVAR2はそれぞれチラコイド膜に局在するタンパク質で、FtsHと呼ばれる膜結合型のATP-dependent metalloproteaseである。両タンパク質はシロイヌナズナで葉に斑入りを生じる突然変異体var1およびvar2の原因遺伝子から同定された。これらの変異体では強光照射による光化学系IIの活性が低下することから、VAR1/VAR2が光阻害を受けた系II複合体の分解に関わることが示唆された。両遺伝子が同様の機能を持つと推測されるにも関わらず、変異体では相補されずに一方の遺伝子の欠損によって斑入りが生じることは、両遺伝子の発現に何らかの協調的な制御があると予想される。両タンパク質の発現を抗VAR1ポリクローナル抗体により調べたところ、var2変異体ではVAR1タンパク質の蓄積が著しく減少していた。また、チラコイド膜のショ糖密度勾配による分画、およびBlue-native gelによる解析からはVAR1タンパク質が少なくとも二量体以上の複合体を形成することが明らかとなった。これらの結果から、VAR1およびVAR2がチラコイド膜で複合体を形成し、VAR1の欠損により複合体を形成できないVAR2が分解されるために斑入りを生じると考えられた。
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  • シロイヌナズナにおける葉緑体型およびミトコンドリア型FtsHファミリーと機能欠損変異体の解析
    星野 徹, 坂本 亘
    p. 141
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.141.0
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    葉緑体のチラコイド膜に局在するFtsHメタロプロテアーゼVAR1およびVAR2の欠損は、シロイヌナズナの葉に斑入り変異を起こす。これまでの研究で、VAR1/VAR2はチラコイド膜のタンパク質複合体の分解に関わり、光阻害と深い関係にあることも示唆されている。FtsH遺伝子はシロイヌナズナゲノムにおいて遺伝子ファミリーを形成し、VAR1およびVAR2を含め12個の遺伝子が存在する。GFPとタバコ培養細胞によるトランジェントアッセイにより、9個のFtsHは葉緑体に、3個の遺伝子はミトコンドリアに局在することが明らかとなった。VAR1とVAR2以外の遺伝子機能を解析する目的で、これらの遺伝子に関するT-DNA挿入変異体を同定し、解析をすすめている。ミトコンドリア型FtsH遺伝子に関してはこれまでに報告がなく、いくつかの遺伝子について機能欠損による表現型を詳しく観察した。
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  • Pale greenの表現型をもつシロイヌナズナTic40変異体の解析
    町田 力, 島田 裕士, 増田 建, 太田 啓之, 高宮 建一郎
    p. 142
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.142.0
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    　細胞質で作られ葉緑体に輸送されるタンパク質の多くは、包膜に存在するタンパク質輸送複合体（Translocon）によって葉緑体内へ運搬される。Transloconについてはこれまで主にエンドウを材料として研究されてきた。現在までに複数の遺伝子が発見されており、外膜に存在する因子はToc、内膜に存在する因子はTicと命名されている。また、各遺伝子のホモローグはシロイヌナズナでも存在することが知られている。今回我々は、FeldmannのTag lineからPale greenの表現型をもつ＃2774変異体を単離し、シロイヌナズナTic40の変異体であると同定した。この変異体は成長の遅延、矮化、Pale green等の表現型を示すが、Pale greenだった組織の緑色が生育と共に徐々に濃くなる様子も観察された。タンパク質の輸送能力の低下が葉緑体の発達を遅らせ、その結果クロロフィルの蓄積の速度が遅くなっているためだと考えられる。この＃2774のタンパク質の輸送能力と転写調節を調べるため、種々のタンパク質とmRNAの蓄積量を調べた。光合成に関連するタンパク質の蓄積量は変異体で減少していたが、核コードの光合成関連の遺伝子のmRNA量は変異体で増加していた。さらに、電子顕微鏡を用いて微細構造の解析を行っている。これらの結果より葉緑体形成におけるatTic40の機能について報告する予定である。
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  • シロイヌナズナ子葉特異的葉緑体形成因子ABC2の解析
    望月 麻里子, 島田 裕士, 白野 由美子, 柴田 大輔, 太田 啓之, 増田 建, 高宮 建一郎
    p. 143
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.143.0
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    　アクティべーションタグラインより単離したシロイヌナズナのabc2変異体は、子葉のみが白化するという表現型を示す。子葉以外の表現型は野生型との差異は肉眼では見られない。abc2変異体は子葉葉緑体の内膜構造が未発達であり、光合成タンパク質量が野生型と比較し大きく減少していた。しかし光合成遺伝子のmRNA蓄積量では、野生型との差は調べた遺伝子では検出できなかった。さらに多くの遺伝子のmRNA蓄積量の違いを調べるためにcDNAマクロアレイによる解析を行ったが、野生型と比較し大きな変動を示す遺伝子は同定できなかった。また、新規の機能未知タンパク質をコードしているABC2遺伝子は、細胞内では葉緑体に局在しており、子葉のみでmRNA蓄積量が多く、光によりmRNA蓄積量が上昇していた。これらの結果より、ABC2遺伝子は子葉での葉緑体形成において遺伝子発現の転写後調節に関与している可能性が示唆された。さらにABC2タンパク質の詳細な機能を解明するために、現在は酵母Two-hybrid法によりABC2タンパク質と相互作用する因子を探索している。
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  • シロイヌナズナDHNA-prenyltransferase変異体の解析
    大野 龍一, 島田 裕士, 小川 義人, 増田 建, 太田 啓之, 高宮 建一郎
    p. 144
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.144.0
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    FeldmannのT-DNAタグラインから単離したシロイヌナズナ変異体#2755は、光独立栄養的に生育できず、ショ糖を含む培地上でも野性株に比べて成長が極端に遅い。また葉色がPale greenで、Homo体では不稔である。その原因遺伝子をTAIL-PCRを用いて解析した結果、ラン藻のDHNA-prenyltransferaseと高い相同性をもつ遺伝子領域にT-DNAが挿入され、その発現が抑制されていることが示された。ゲノム中へのT-DNAの挿入は1コピーであり、分離比からT-DNA挿入と表現型は完全にリンクしていた。DHNA-prenyltransferaseは、光化学系IのA1電子受容体であるphylloquinone合成酵素のひとつである。よってこの変異体では、光化学系Iの電子伝達が阻害されたことによる葉緑体形成異常、全体的な生理活性の低下が起こっていると考えられる。PAMによるChl蛍光測定の結果から、この変異体は主に光化学系Iの電子伝達が阻害されていることが分かった。一方、変異体ではpsaAのmRNAが野性株よりも高発現していたが、psaAとpsaBのタンパク質量は変化が見られなかった。現在、変異体における葉緑体の構造変化を電子顕微鏡で調べており、同時に報告する予定である。
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  • プラスチドへのタンパク質輸送、細胞分裂および分化に関与するシロイヌナズナのCRUMPLED LEAFタンパク質と相互作用する因子の解析
    吉岡 泰, 浅野 智哉, 町田 泰則
    p. 145
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.145.0
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    シロイヌナズナのCRUMPLED LEAF (CRL)は葉緑体包膜に存在する新奇なタンパク質をコードする核ゲノム上の遺伝子である。crl変異体では一細胞あたりのプラスチド数が減少してプラスチドが大きくなり、細胞分裂の方向および細胞の分化に異常が見られる。また、我々はCRL遺伝子が根や葉原基の細胞においてプラスチドへのタンパク質輸送に関与することを明らかにしている。今回我々は酵母two-hybrid systemを用いて、CRLと相互作用するタンパク質の候補を6種類単離した。これらの中で5つタンパク質(CRIP1, 2, 3, 4, 5)をGFPと融合し、シロイヌナズナの葉肉細胞で一過的に発現させたところ、CRIP2とCRIP5のみが葉緑体に局在した。この結果から我々はCRIP2とCRIP5とが実際にCRLと相互作用する因子である可能性が高いと考えている。CRIP2は葉緑体局在型のDnaJタンパク質ホモログをコードしており、CRIP5は膜貫通領域を2箇所に持つと予測される機能未知のタンパク質をコードしていた。現在CRIP2及びCRIP5がin vitroでもCRLタンパク質と相互作用するか否かを解析している。また、CRIP2については遺伝子破壊株が得られたのでその表現型を解析中である。これらの結果も合わせて報告したい。
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  • Ribulose-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCO)と枯草菌Bacillus subtilis RuBisCO-like protein (RLP)の共通触媒反応
    芦田 弘樹, 齋藤 洋太郎, 小林 和夫, 児嶋 長次郎, 小笠原 直毅, 横田 明穂
    p. 146
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.146.0
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    非光合成細菌であるB. subtilisはRuBisCOと相同性を示すRLPをコードする遺伝子を有する。この遺伝子はmethionine salvage pathway (MSP)遺伝子オペロンに存在することから、RLPは、この代謝経路で機能していると予想された。RLPの触媒ステップを明らかにするために、B. subtilisのMSPの各反応ステップの酵素を同定した。MSP遺伝子オペロンであると予想されているykrTとRLPオペロンに存在するykrS、RLP、ykrX、Y、Zのリコンビナントタンパク質を用いて各反応ステップ触媒酵素と反応生成物の解析を1H-NMR及びUV-visibleスペクトル測定により行い、全てのMSPの反応ステップの酵素を同定した。その結果、RLPは第4ステップである2,3-diketo-5-methylthiopentane-1-phosphate enolase反応を触媒していることが明らかになった。エノール化はribulose-bisphosphateを基質とするRuBisCOの反応に共通している。さらにRLP破壊株はmethylthioadenosineを単一硫黄源に生育できないが、この表現型は光合成細菌Rhodspillirum rubrum rbcL遺伝子により相補された。この結果はRuBisCOにもRLPと同反応触媒能を持つことを示唆する。
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  • イネとトウモロコシにおける葉身窒素あたりのRuBP再生産能力の違いについて
    須藤 恵美, 牧野 周, 前 忠彦
    p. 147
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.147.0
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    C4植物は炭酸濃縮機構を有することにより高い光合成能力を発揮する。そのためには同時に高いRuBP再生産能力も要求される。しかしながら、C4植物がどのような機構で高いRuBP再生産能力を発揮しているのかは分かっていない。そこでC4植物であるトウモロコシに着目し、C3、C4両植物間におけるRuBP再生産系の能力の違いとその決定因子について解析した。比較対照にはイネを用いた。トウモロコシのCO2飽和の光合成速度（Asat）はイネよりも高かった。C4植物においてもRuBP再生産能力はAsatの律速因子として考えられており、トウモロコシのRuBP再生産能力も高いことが実証された。また、トウモロコシではイネよりも可溶性タンパク画分窒素は少なく、逆に不溶性画分窒素は多かった。トウモロコシのRubisco比活性はイネよりも著しく高かったが、Rubisco全活性はイネよりも低かった。NADP-G3PDH、PGA kinaseおよびcpFBPase活性はいずれもトウモロコシが高かった。さらにトウモロコシのSPSのVmax活性およびKm値はイネよりも高かった。またトウモロコシではChl含量、Cyt f含量およびCF1含量もイネよりも高かった。以上よりC4植物トウモロコシのRuBP再生産能力の高い機構について考察する。
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  • クラミドモナス低光呼吸突然変異株のCO2環境適応：光合成特性とcDNAマクロアレイ解析
    鈴木 健策, 三浦 謙治, 山野 隆志, 福澤 秀哉
    p. 148
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.148.0
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    クラミドモナスの低光呼吸突然変異株（RPR1）では、高CO2生育細胞でも大気条件適応細胞でも、その光呼吸速度は野生株の半分程度しかない。その光合成のCO2に対する親和性は、高CO2生育細胞では野生株より明らかに高いが、大気条件またはそれ以下に適応した細胞ではその差はあまり顕著ではない。これまでに得られた結果から我々は、この株の光呼吸が小さいのは、CO2感受機能の低下によりCO2濃縮機能が高まったためではと推測している。その突然変異遺伝子の解明の手がかりを得るために、本研究ではRPR1-N21株を用い、CO2環境適応パターンのより詳細な検討を行うとともに、cDNAマクロアレイを用いて低CO2適応時の発現遺伝子の野生株等との比較解析を行った。5% CO2生育細胞をいろいろなCO2濃度に24時間適応させたところ、光合成速度はN21と野生株のいずれでも、非常に低いCO2濃度、近飽和CO2濃度、飽和CO2濃度のそれぞれで測定した場合で、異なる適応条件への応答がみられた。また適応CO2濃度に関わらず、非常に低い測定CO2濃度では常にN21が野生株より光合成飽和度が高く、近飽和の測定CO2濃度ではその反対であった。このような二相性を示す適応パターンとクラミドモナスのCO2濃縮機構の関係、およびN21の突然変異遺伝子との関係について、cDNAマクロアレイ解析の結果と共に考察する。
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  • Synechococcusにおけるrbcオペロンの発現調節機構の解析
    高橋 由香里, 前田 真一, 小俣 達男
    p. 149
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.149.0
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    　ラン藻Synechococcus sp. PCC 7942を炭素欠乏条件下におくと、炭酸固定酵素であるRuBisCOをコードしているrbcオペロンの転写が活性化される。このオペロンの炭素欠乏に応答した発現制御機構を調べるために、rbcオペロンのプロモーター領域とVibrio harveyiのluxABを連結してルシフェラーゼ活性をモニターする系を構築し、プロモーター領域に塩基置換を導入して炭素欠乏への応答に必要なcis配列を探索した。rbcLの翻訳開始点から数えて、-394から-13の領域をluxABと融合したSynechococcusを用いた結果、炭素十分時（2% CO2）に比べて炭素欠乏時（0.035% CO2）ではルシフェラーゼ活性が12倍上昇した。rbcオペロンの制御領域には、CbbRの認識配列と似た配列が3カ所あるので部位特異的変異を導入した結果、これらの中から炭素欠乏に対する応答に関わるcis制御配列を見出すことができた。このことから、rbcオペロンはCbbR様の調節因子によって制御されている可能性が示唆された。
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  • クラミドモナスrbcLの転写促進配列の解析
    葛西 精太郎, Inger Lill Anthonisen, Uwe Klein, 加藤 晃, 新名 惇彦
    p. 150
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.150.0
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    　緑藻クラミドモナスの葉緑体でRuBisCO大サブユニットをコードしているrbcLの十分な転写には、その構造遺伝子領域の一部が必要である。本研究では、このrbcLの転写促進に関与する構造遺伝子領域の領域限定及び性格付けを行った。欠失または変異導入解析の結果、転写促進には構造遺伝子領域の約40 bpが必須であった。この領域の方向や挿入位置をプロモーターに対して変化させ転写への影響を調べたところ、この配列がエンハンサー様の性質を持つことが示された。また、rbcL以外の葉緑体遺伝子プロモーターの下流にこの配列を挿入したところ、プロモータータイプにより転写に及ぼす影響が異ることが示唆された。さらに、ゲルシフト解析及び核様体に対するヌクレアーゼ感受性試験を行うことで構造遺伝子領域が転写を促進する機構についても検討した。
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  • Effect of elevated CO2 on photosynthetic CO2 fixation and chlorophyll fluoresence with two different cultivars of radish with or without big storage root.
    Hideaki Usuda
    p. 151
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.151.0
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    Down regulation of gene expression by accumulated sugar and/or accelerated senescence by accelerated ontogeny are suggested for the mechanisms for down regulation of photosynthesis by elevated CO2 (see PCP. 39, 1-7, '98). Photosynthetic CO2 fixation and utilization of light energy were monitored simultaneously using Li-6400-40 (LI-COR) with the first leaf of ambient CO2 (350 ppm) and elevated CO2 (750 ppm) grown two different cultivars of radish with (White Cherrish) or without (Kosena) storage root every two days during development. Maximum values of the rate of photosynthetic CO2 fixation, initial slope of A-Ci curve, ΦPSII, were almost similar with two treatments. But these values decreased faster with elevated CO2 grown plant than those of control. These results suggest that down regulation of photosynthesis by elevated CO2 is due to accelerated ontogenesis and with Kosena developing leaves become big sink and absorb photosynthate very actively.
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  • Photosynthesis and Biomass. I. Evaluation of contribution of increased photosynthesis under elevated CO2 to biomass by continuous monitoring of gas exchange with whole plants.
    Hideaki Usuda, Masako Usuda
    p. 152
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.152.0
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    The relationship between the rate of photosynthesis/leaf area and biomass is still not clear. Elevated CO2 should have positive effect on C3 photosynthesis. We developed the system for monitoring CO2 exchange with whole plants for a relatively long period to evaluate the impact of elevated CO2 on whole plant photosynthesis and biomass. With hydroponic culture radish, cultivar of Kosena become reasonable size for harvest within 3 weeks. We monitored CO2 exchange rate, the amount of H2O transpired, dry and fresh weight increase, and leaf area from 2 to 3 weeks after germination under ambient (around 390 ppm) and elevated (around 750 ppm) CO2 concentration. Elevated CO2 accelerated growth. Plants grown under elevated CO2 had bigger leaf area/plant. Increase of dry matter by elevated CO2 is due to bigger leaf area and higher photosynthesis/leaf area. These results indicate that higher rate of photosynthesis does have positive effect on plant biomass.
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  • ラン藻Synechococcus PCC 7942のシステイン欠失型CP12の生理機能
    宮崎 崇, 佐伯 佳浩, 田茂井 政宏, 重岡 成
    p. 153
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.153.0
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    フェレドキシン／チオレドキシン系を介した活性調節を受けないラン藻カルビン回路の調節因子としてCP12に着目し、その分子特性を明らかにしてきた。その結果、高等植物など他の生物由来のCP12にはPRKおよびGAPDHとの結合に関与するループ構造形成に必要なシステイン残基が4つ存在するが、Synechococcus PCC 7942 CP12にはN末端側の2つが欠失していた。本研究では、この様な特異な構造のS. 7942 CP12の細胞内での生理機能の解明を目的とした。
    S. 7942細胞から100 μM NAD+存在下で粗酵素を調製するとPRK/CP12/GAPDH複合体を形成していた。この複合体の解離・会合に関与すると考えられる細胞内の[NADP(H)]と[NAD(H)]の濃度比率を測定した結果、明条件下では6.5 : 1、暗条件下では3.8 : 1と有意に変化していた。現在CP12ポリクローナル抗体を用いてこの濃度条件下におけるPRK、CP12、GAPDHの存在形態を確認している。また、S. 7942 複合体における結合様式を明らかにするために、S. 7942 CP12のC末端側に存在するCys残基をSerに変異させたCP12変異体を作成している。さらに、S. 7942ゲノムDNA上のCP12遺伝子を全て破壊した欠損株を作成し、生育および炭素代謝におよぼす影響を検討している。
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  • 光化学系Iサイクリック電子伝達による光合成電子伝達の制御
    津山 孝人, 小林 善親
    p. 154
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.154.0
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    光照射下で光化学系IIから供給された電子は光合成、光呼吸、メーラー反応、亜硝酸還元、その他の反応により消費される。大気O2、CO2濃度条件下では光合成炭酸固定が最大の電子消費系であり、第二の電子消費系である光呼吸と合わせると、ほとんどの電子がこれら二つの反応系により消費される。クロロフィル蛍光とガス交換の同時測定を行った結果、強光照射下のタバコ葉においてはチラコイド膜を流れる電子の約65％が炭酸固定により消費されることが分かった。光呼吸による電子消費は弱光照射下で抑制されており、炭酸固定が飽和に近づく中光下で大きくなった。このような光呼吸活性の上昇はLow wave（飽和パルス光照射直後の蛍光強度の一時的な低下）を伴うことを見出した。Low waveは系Iサイクリック電子伝達の指標となることが明らかとなった。系Iサイクリック電子伝達は光呼吸と共役することが示唆された。
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  • 光呼吸系で働くペルオキシソーム型グルタミン酸グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ（GGAT）の同定
    五十嵐 大亮, 三輪 哲也, 関 原明, 小林 正智, 加藤 友彦, 田畑 哲之, 篠崎 一雄, 大住 千栄子
    p. 155
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.155.0
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    光呼吸系で働くペルオキシソーム型グルタミン酸グリオキシル酸アミノトランスフェラーゼ（GGAT）は光呼吸、アミノ酸代謝に直接関わる重要な酵素である．これまで光呼吸系で働く遺伝子群は主に変異体の解析から明らかにされているが、GGATをコードする遺伝子は同定されていない．今回我々はシロイヌナズナのアラニンアミノトランスフェラーゼ様タンパク質AOAT1の遺伝子破壊株（aoat1-1）の解析から、GGAT遺伝子の同定に成功したのでその成果について発表する．aoat1-1は以下の特性を示した．1,ペルオキシソームにおけるGGATの活性が顕著に減少した．2,通常の栽培条件下においては生育が阻害されるが、高CO2条件下では正常に生育するという光呼吸変異体の表現形質を示した。3,セリン、グリシン含量が顕著に減少しグルタミン酸含量が増加した．
    これらの結果に基づき、AOAT1が光呼吸系で働くGGATとして機能すると結論付けた．
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  • C4光合成に関与するPEPCリン酸化酵素の生化学的解析：レドックス制御を中心として
    土田 祐平, 揚妻 正和, 大島 健太, 古本 強, 泉井 桂
    p. 156
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.156.0
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    　ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ（PEPC）は、C4植物において初期炭酸固定反応を触媒する鍵酵素である。PEPCはN末端近傍の特定のSer残基の光依存的リン酸化を介して日周的に活性調節される。我々はこれまでに、このリン酸化に関与するPEPC特異的リン酸化酵素（PEPC-PK）のcDNAをC4植物のFlaveria trinerviaからクローニングすることに成功している1)。また、トウモロコシから精製したPEPC-PKがレドックス制御を受けることを示してきた2)。
    　今回、大腸菌で発現させた組換え体の精製法を確立し、以下の知見を得た。精製した組換え体PEPC-PKはN-エチルマレイミドにより不可逆的に不活化した。さらに酸化型グルタチオン及びCu2+または透析による空気酸化によっても不活化され、DTT濃度依存的に活性回復した。PEPC-PKの酸化・還元状態を可視化するためにSH修飾試薬AMS (M.W=536.44)で修飾した後、非還元的SDS-PAGEに供した。その結果、酸化型・還元型の泳動度の異なる2つのバンドがモノマーの位置に検出され、DTT濃度依存的に量比が変化することが確認された。これらの結果より、PEPC-PKは内部にジスルフィド結合を持ち、酸化還元状態に応じた開閉により活性調節されることが示唆された。
    1) Tsuchida, Y. et al. FEBS Lett. 507(3): 318-22 (2001)
    2) Saze, H. et al. Plant Cell Physiol. 42(12): 1295-1302 (2001)
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  • 部位特異的変異導入によるトウモロコシC4型PEPカルボキシラーゼのグルコース6-リン酸結合部位の同定と変異導入酵素の性状解析
    寺田 彰子, 三原 裕子, 古本 強, 松村 浩由, 甲斐 泰, 泉井 桂
    p. 157
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.157.0
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    高等植物のPEPカルボキシラーゼ(PEPC)はグルコース6-リン酸(G6P)を活性化因子、アスパラギン酸またはリンゴ酸(MA)を阻害因子とするアロステリック酵素である。またPEPCに特異的なプロテインキナーゼ(PEPC-PK)によるN-末端Serのリン酸化によって活性化され、阻害因子感受性が低下する。我々はトウモロコシC4型PEPCのX線結晶解析情報から推定されたG6P結合部位に変異を導入し、G6P活性化に関わる残基R183,R184および隣接するサブユニットのR372を同定した。4種類の変異型酵素(R183Q,R184Q,R372Q,およびR183Q/R184Q)の詳細な速度論解析により、R372は単子葉植物PEPCの活性化因子、グリシンに対しても脱感作していることを見出した。また、R183QはMAの阻害を受けやすくなり、それ以外の変異型酵素は逆の性質を示した。C4植物Flaveria trinerviaPEPC-PKでリン酸化した変異型酵素の活性化およびMA阻害感受性の変化を調べた結果、この活性化とMA阻害低減にはR183、R184およびR372が同時に保存されていることが必要であった。G6P結合部位はリン酸化を受けるSer残基からは立体構造的に離れた場所に位置しているが、今回の結果によりリン酸化による活性化の分子システムあるいはコンフォメーション変化にはこれらのG6P結合残基も間接的に関与していることが示唆された。さらに、立体構造情報をもとに、植物PEPC特異的ループ構造がG6P等の活性化因子の効果発現に関与している可能性についても考察する。
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  • シロイヌナズナゲノム遺伝子破壊株を用いた葉緑体ジカルボン酸輸送体の機能解析
    谷口 光隆, 谷口 洋二郎, 長崎 順子, 川崎 通夫, 三宅 博, 杉山 達夫
    p. 158
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.158.0
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    　葉緑体内包膜間におけるジカルボン酸の輸送は，窒素同化系への炭素骨格の供給，還元力輸送，アミノ酸代謝等において重要である．我々は，シロイヌナズナの2-オキソグルタル酸/リンゴ酸輸送体（OMT）とジカルボン酸全般を輸送するジカルボン酸輸送体（DCT）を同定し，輸送特性の差異を明らかにしてきた．今回，各輸送体遺伝子の破壊株を用いて生理機能の解析を行った．
    　DCT遺伝子の破壊株は通常の大気条件下では生育できず，高CO2条件下でのみ生育可能であったことから，DCTは光呼吸経路に深く関与していることが示唆された．同様な表現型は以前にSomervilleらが単離したCS156株でも見られ，実際にCS156株ではDCT遺伝子上にアミノ酸置換を伴う点変異が起こっていることを確認した．一方，OMT遺伝子の破壊株は通常の大気条件下でも生育可能であり，窒素代謝系への炭素骨格の供給にはOMT-DCT共役輸送系が必須ではないことが示唆された．
    　OMT及びDCTはオキサロ酢酸も効率良く輸送する．DCT遺伝子破壊株葉緑体へのオキサロ酢酸取り込みは2-オキソグルタル酸により阻害されるが，グルタミン酸では阻害されなかった．一方，OMT遺伝子破壊株ではグルタミン酸により強く阻害された．以上の結果は葉緑体のオキサロ酢酸輸送はOMTおよびDCTを介して主に行われていることを示唆している．
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  • トウモロコシ葉緑体のジカルボン酸輸送体の機能解析
    谷口 洋二郎, 谷口 光隆, 長崎 順子, 川崎 通夫, 三宅 博, 杉山 達夫
    p. 159
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.159.0
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    　トウモロコシなどのNADP-ME型C4植物では，C4光合成中間代謝産物であるオキサロ酢酸やリンゴ酸の葉緑体包膜間の輸送が必須である．我々は，葉肉細胞で特異的に発現する2-オキソグルタル酸/リンゴ酸輸送体（OMT）と葉肉細胞あるいは維管束鞘細胞特異的に発現する2種のジカルボン酸輸送体（DCT）のcDNAを単離し，組み換えタンパク質の輸送特性を解析してきた．今までに得られた結果より我々は，これらの輸送体がC4回路においても機能していると考えて研究を進めているが，今回は両光合成細胞から単離した葉緑体への基質取り込み活性を調べた．
    　ゲノムサザン解析により，トウモロコシには1種類のOMT遺伝子しか存在しないことが明らかとなり，OMTは主に葉肉細胞において機能していると考えられた．また，オキサロ酢酸取り込み活性は葉肉細胞葉緑体の方が維管束鞘細胞葉緑体に比べて高かった．OMTはDCTに比べてオキサロ酢酸に対する親和性が高いことからも，C4光合成におけるオキサロ酢酸の葉肉細胞葉緑体への取り込みにOMTが積極的に関与していることは合目的的である．逆に，維菅束鞘細胞葉緑体においてはOMTよりもDCTがジカルボン酸輸送に関与しているものと考えられる．現在，オキサロ酢酸輸送活性に対する他のジカルボン酸の阻害効果も検討中であり，OMTとDCTの機能分化とその生理機能について考察したい．
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  • 通性CAM植物アイスプラントにおけるグルコース6-リン酸/リン酸輸送体アイソザイムの発現の組織特異性
    是枝 晋, 野明 千雪, John C. Cushman
    p. 160
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.160.0
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    通性CAM（多肉植物型酸代謝）植物・アイスプラント（Mesembryanthemum crystallinum）が塩ストレスでCAM化する際、葉緑体で、デンプン代謝に関与する酵素の活性が上昇するのと同時に、グルコース6-リン酸（G6P）輸送活性が誘導される。昨年度本学会で我々はアイスプラントのG6P/リン酸輸送体（GPT）には、Hauslerらが報告したGPT1の他にアイソザイムがもう一つ（GPT2）あり、両者ともCAM化によって葉での転写産物量が増加することを報告した。
    通常、C3植物ではGPTの葉での発現は低いが、根での発現は高くデンプン合成の基質としてG6Pをアミロプラスト内へ輸送していることがことが知られている。そこで今回、我々はGPT1とGPT2がそれぞれ根の組織でどの程度発現しているか、半定量的RT-PCR法を用いて調べた。その結果、植物体がC3型であるかCAM型であるかに関わらず、GPT1の根での転写産物量はCAM型の葉と同じ位高いレベルだったのに対し、GPT2の転写産物はほとんど検出できなかった。このことは、GPT1はアミロプラストとCAM型葉緑体とで共通して働いているのに対し、GPT2はCAM型葉緑体に特異的である可能性を示唆している。現在、その他の組織での発現量の違いについても調査中である。
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  • グルタチオンが関与する光強度依存的花成の促進経路の解析
    岩崎（葉田野） 郁, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 161
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.161.0
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    我々は、シロイヌナズナのグルタチオン（GSH）が多く蓄積した植物体の解析から、 光強度依存的な花成の促進経路にGSHが関与することをすでに報告した。本報告では、その経路と既知の花成経路との関係を調べた。花成決定因子であるFTやAGL20/SOC1遺伝子の発現量は、強光下で低下しており、それらの遺伝子の上位制御因子であるGIの変異体ではアリル非依存的に光強度依存的花成の促進が認められたことから、光強度依存的な花成の促進はGIやFT 、AGL20/SOC1遺伝子を介さないと考えられた。gi 変異体は、野生型に比べGSHの蓄積量が多かったことから、GI遺伝子がGSHの蓄積量を抑制的に制御していることがわかった。lfy変異体の光強度依存的花成を調べたところ、光強度依存的な花成の促進は認められなかった。これは、光強度依存的花成の促進にLFY遺伝子が関与することを示している。LFY遺伝子の発現量は、異なる光強度下で差は認められなかったことから、少なくともLFY遺伝子による制御は遺伝子発現レベルではないと考えられる。
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  • シロイヌナズナにおいて春化処理はシステインとグルタチオン合成を同時に活性化し抽だいを誘導する
    柳田 元継, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 162
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.162.0
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    我々は、トルコギキョウにおいて春化処理による抽だい促進には還元型グルタチオン（GSH）が必要であり、γ-グルタミルシステインシンテターゼ（γ-ECS）の活性がGSH合成を調節することを示したが、春化処理がγ-ECSの基質のシステイン合成も同時に影響するかは不明である。そこでγ-ECS活性に異常をもつシロイヌナズナcad2-1変異体の春化処理時のシステイン量の変化を調べた。その結果、春化処理は変異体のシステイン量を増加させ、一方、野生型の植物では減少した。これは春化処理がGSH合成の律速のγ-ECSと同時にシステイン合成を活性化することを示す。春化処理された変異体のGSH量の増加は化学量論的にシステイン量のそれと一致し、その変異体の抽だいは促進された。γ-ECS活性とシステイン合成は還元状態で抑制されていることを考えると、春化処理によりもたらされる酸化状態がシステイン及び、GSH合成の活性化を引き起こし抽だいを促進する。
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  • グルタチオンレドックス制御による根の分化
    逸見 健司, 出村 拓, 福田 裕穂, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 163
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.163.0
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    我々はヒャクニチソウの管状要素分化系において一過的なGSSGの蓄積が管状要素の分化に必要であることを示してきており、さらなる解析を行なった。RT-PCR法により分化誘導時におけるグルタチオン代謝系遺伝子群の発現消長を調べたところ、二次細胞壁肥厚の時期までのデヒドロアスコルビン酸レダクターゼ遺伝子の一過的な発現上昇およびグルタチオンレダクターゼ（GR）遺伝子の発現低下が見られた。これらのことから両遺伝子の協調的な発現調節によるGSSGの蓄積が示唆された。GSSGの蓄積が植物体レベルでの分化に必要であるのかを調べるために、ヒャクニチソウ由来のGR遺伝子を高発現する形質転換シロイヌナズナを作出した。形質転換体では根の形成が抑制され、GSSGの蓄積は管状要素形成と同様に根の形成にも必要であることが示唆された。グルタチオンは細胞分裂制御に必要であることが示されているが、我々の結果からグルタチオンは細胞分化も制御していることが示唆された。
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  • 根毛形成におけるグルタチオンの役割
    黒田 希, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 164
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.164.0
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    植物において、グルタチオン（GSH）は主に光合成により合成される。葉で合成されたGSHは様々な器官に運ばれ、成長生理の制御に関わる。野生型のシロイヌナズナにおけるGSHの局在を調べると、根においてGSHの蓄積は特徴的なパターンを示し、特に根端及び根毛形成細胞に局在していた。このGSHの特徴的な局在は根毛形成において意味を持つのかを調べるために、我々は野生型のシロイヌナズナにGSHを与えた。その結果、根毛の増加が観察された。これらのことから、GSHは根毛形成に関与しており、根毛形成を正に制御していることが分かった。そこでいくつかの根毛形成異常変異体についてGSHを与えた効果及びその局在を調べた。その結果、GSHを与えても根毛は増加しないにも関わらずGSHの局在パターンは野生型と変わらない変異体を見出した。これは根毛形成の正の制御因子であるCAPRICE (CPC) 遺伝子に変異を持っていた。さらに、CPCを過剰に発現した形質転換体ではGSHの局在パターンは乱れ、GSHが表皮細胞全体に蓄積することが分かった。これらのことから、GSHが機能するためにはCPCが必要で、CPCはGSHの局在に影響を与えている、つまりCPCとGSHは協調的に働いていると示唆された。
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  • リノレン酸はシロイヌナズナの花成の抑制因子である
    小川 健一, 柳田 元継, 岩渕 雅樹
    p. 165
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.165.0
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    我々はこれまでに，活性酸素（ROS）が生合成の基質としてばかりでなく植物の発育における制御因子として必要であることを示したが，その制御機構は未知である．そこで我々はその制御機構を解明すべく，植物体内のROSの定常濃度が高いシロイヌナズナ変異体をスクリーニングし，リノレン酸（18：3）合成の変異体を見出した．この変異体は，長日・低照度下で野生型より早咲きであった．逆に原因酵素遺伝子の過剰発現体は18：3が蓄積し遅咲きでありROSの定常濃度が低下していた．以上から，18：3はROS濃度を抑制し，花成を制御していることが示唆された．野生型植物の花成はROSの発生剤であるパラコートで促進され，ROSの濃度を低下させる低酸素分圧条件で抑制されたが，変異体ではその効果が認められなかった．18：3の活性メチレン基がROSで酸化分解を受けやすい事実を考慮すると，18：3はROSの標的の1つであり，何らかの花成因子を制御すると結論付けられた．動物の寿命は脂質の18：3量に対して正に相関することが知られるが，今回の報告から分子遺伝学的手法による寿命制御の可能性が示される．
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  • ラン色細菌Synechocystis sp. PCC6803のチオレドキシンと活性酸素除去システム
    松田 直美, 野崎 晃子, 井上 和仁, 本橋 健, 久堀 徹
    p. 166
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.166.0
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    チオレドキシン（Trx）は、高等植物の葉緑体やラン色細菌では、光化学系の電子伝達反応によって還元され、還元型Trxが標的となる蛋白質を還元することにより、それらの活性を調節したり、還元力の生体内での利用が可能になっている。Trxの反応中心が持つ2個のCysのうちの一方をSerに置換すると、標的蛋白質とTrxが結合したままの安定な中間体が得られる。この方法を利用して、我々は、すでに高等植物葉緑体のいくつかの新規の標的蛋白質を同定している。今回は、同様の方法を用いてラン色細菌 Synechocystis sp. PCC6803のTrxの標的蛋白質を網羅的に捕捉した。得られたいくつかの標的蛋白質候補の中でもっとも主要な蛋白質は、2種類のペルオキシレドキシン（Prx）ホモログと考えられる蛋白質であった。そこで、これらの蛋白質について大腸菌を用いて組み換え体蛋白質を作成し、その生化学的な性質を調べた。実際、いずれの蛋白質もTrxによって還元され、また、Trxの還元力を利用して過酸化水素を還元することができた。以上の結果は、ラン色細菌の活性酸素除去システムとしてTrx-Prx系が重要な役割を果たしていることを示唆している。
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  • チオレドキシンによる葉緑体シクロフィリンの酸化還元応答
    本橋 健, 小山 史恵, 中西 洋一, 中西 華代, 吉田 賢右, 久堀 徹
    p. 167
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.167.0
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    　高等植物の葉緑体では、光合成反応を効率的に行うために炭酸同化系をはじめとする酵素群は、葉緑体内の還元状態によってその酵素活性が調節されている。葉緑体に存在する2種類のチオレドキシンは、光化学系から供給される還元力を利用して標的タンパク質のジスルフィド結合を還元することによって、その生理活性を調節するという重要な役割を担っている。これまで私たちは葉緑体チオレドキシンに還元力を供給されるタンパク質の全体像を明らかにするために、チオレドキシン変異体の固定化担体を用いて網羅的に標的タンパク質を捕捉する方法を開発し、新規標的タンパク質を同定してきた。
    これらの新規標的タンパク質のうち、タンパク質中のプロリンのシス-トランス異性化酵素、シクロフィリンについて、酸化還元状態がその酵素活性にどのような影響を及ぼすのか、またその酸化還元に葉緑体チオレドキシンがどのように関わっているのかを検討した。シクロフィリンの酵素活性は、ジスルフィドの酸化還元状態によって大きく変化した。また、酸化状態のシクロフィリンは、還元型葉緑体チオレドキシンにより還元された。現在、この酸化還元に関与するシステイン残基の検討を行っている。
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  • 葉緑体ATP合成酵素γサブユニットのΔGlu210-Asp211-Glu212変異による酸化・還元調節の逆転
    中西 華代, 紺野 広記, 本橋 健, 吉田 右賢, 久堀 徹
    p. 168
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.168.0
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    　葉緑体ATP合成酵素(CF1CFo)のγサブユニットは、バクテリアやミトコンドリアのF1のγサブユニットには見られない約35アミノ酸の挿入配列を持ち、この配列上のジスルフィド結合の解離（還元）により酵素が活性化する。私たちはすでに、好熱菌Bacillus PS3 F1（TF1）由来αβとCF1由来γによって再構成したキメラ複合体を用いて、チオール調節部位の二つのシステイン残基に隣接する酸性アミノ酸のクラスターを削除すると(ΔGlu210-Asp211-Glu212)、酵素の酸化・還元調節が逆転することを報告している。
    　このような変異導入が、酵素一分子の回転調節にどのような影響を及ぼすかを調べるため、TF1γサブユニットにΔGlu210-Asp211-Glu212変異をもつCF1γ由来の調節領域を導入して、安定なキメラ複合体（α3β3γTCT ΔGlu210-Asp211-Glu212）を作製した。新たに作製したキメラ複合体でもATP加水分解活性は酸化条件で活性化され、酸化還元調節の逆転が確認できた。現在、この変異体を用いた一分子回転観察を行っており、その解析結果を併せて報告する。
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  • 酵母液胞型H＋－ATPaseには第二の酸化還元調節部位がある
    中西 洋一, 中西 華代, 矢部 勇, 吉田 賢右, 久堀 徹
    p. 169
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.169.0
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    　植物や酵母など真核生物の酸性オルガネラ膜にある液胞型H+-ATPase（V-ATPase）はATP 加水分解反応と共役して H+を輸送し、液胞内部を酸性に保っている。一般に、V-ATPaseは酸化還元状態により活性が変化することが知られており、Forgacらは触媒サブユニットであるAサブユニットの基質結合部位近傍にある二つのシステイン残基間のジスルフィド結合形成による調節機構を提唱している（J. Exp. Biol. 203: 71-80）。
    　我々はV-ATPaseの酸化還元調節機構の詳細を調べるため、酵母S.cerevisiaeの液胞膜にあるV-ATPaseのH+輸送活性をパッチクランプ法で解析した。液胞を酸化剤であるCuSO4や5,5’-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid)を含む緩衝液に曝すと ATP依存電流が消失し、還元剤であるDTTに曝すと活性が一部回復することが確認された。ところが、ジスルフィド結合形成に関わると報告されているAサブユニットのCys-261をValに置換した変異体でも、ATP依存H+輸送活性はCuSO4で抑制され、その後のDTT処理で回復した。この結果は酵母V-ATPaseが第二の酸化還元調節部位を持つことを示唆している。
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  • 酵母をモデルに用いた酸化型アスコルビン酸の生理機能解析
    尼子 克己, 大西 由希子, 山内 祐造, 大桐 由華子, 岸本 律子, 合田 清
    p. 170
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.170.0
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    　酵母に見いだされるアスコルビン酸(AsA)のC5アナログ（エリスロAsA: eAsA）は植物のAsAと酷似した経路で合成され、その合成能を欠く変異株は酸化ストレス感受性を示す。我々は今回、植物のAsA代謝の理解にモデルとして酵母を用い、酸化型eAsA(eDHA)の生理機能について調べたので報告する。
    PGKプロモーターの下流に、酵素タンパク質がいずれも細胞質で発現するよう改変したタバコ由来AsA酸化酵素(ASO)およびイネ由来デヒドロAsA還元酵素(DHAR)のcDNAを挿入したpFL61をS. cerevisiae YPH250に形質転換した。導入した遺伝子の発現は抽出した可溶性画分の酵素活性から確認した。対数増殖期の細胞を用いて測定した過酸化水素に対する感受性と被酸化ストレス度はいずれも、DHAR導入株、pFL61導入株、ASO導入株の順に高かった。このことは生理条件下ではeAsA自体が活性酸素を消去するのではなく、抗酸化能を持たないeDHAの増加が酵母の酸化ストレス耐性を惹起することを強く示唆する。耐性を付与する要因として細胞内総グルタチオン濃度の増加を予想し、実際に両者の対応関係を認めた。現在酵母の過酸化水素に対する既知の応答系との関係を検討している。
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  • タバコ培養細胞の酸化還元状態に及ぼす細胞質型アスコルビン酸ペルオキシダーゼ発現抑制の影響
    森本 ゆかり, Madhusudhan Rapolu, 澤 嘉弘, 重岡 成, 柴田 均, 石川 孝博
    p. 171
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.171.0
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    植物細胞内のH2O2濃度は、アスコルビン酸ペルオキシダーゼ(APX)およびカタラーゼの発現量によって調節されている。細胞質型APXは、他のAPXアイソザイムに較べ発現量が高く、光酸化ストレス応答性も顕著であることから、抗酸化作用の以外にストレス応答時のH2O2シグナルの調節作用を持つことが考えられる。そこで今回、細胞質型APX解析のためのモデル細胞としてタバコBY-2細胞に着目し、APXが細胞内酸化還元状態に及ぼす影響について検討した。APX分別定量の結果、細胞質型APX活性は全可溶性APX活性の88%を占めていた。シロイヌナズナ細胞質型APXcDNA (APX1) をpBI121に導入後、BY-2細胞に形質転換した。その結果、APX活性が野生株の1/4にまで減少した細胞質型APX発現抑制細胞(cAPX-S1)が得られた。cAPX-S1のアスコルビン酸再還元系酵素活性およびアスコルビン酸とグルタチオン含量に有意な変化は認められなかった。しかし、活性酸素に由来するフルオレッセイン蛍光の有意な増加が観察された。
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  • 細胞質型アスコルビン酸ペルオキシダーゼの強光応答に関与するシグナル伝達機構の解析
    薮田 行哲, 丸田 隆典, 吉村 和也, 石川 孝博, 重岡 成
    p. 172
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.172.0
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    [目的]植物はアスコルビン酸ペルオキシダーゼ(APX)を核とする活性酸素消去系を発達させ、酸化的障害から身を守っている。高等植物のAPXにはアイソザイムが存在するが、細胞質型APX(cAPX)のみ強光ストレスに対し応答する。その発現制御には細胞内H2O2量もしくはプラストキノン(PQ)の酸化還元状態が関与していることが示唆されている。そこで、cAPXの発現制御に関与するシグナル伝達機構について検討した。
    [方法・結果]ホウレンソウ葉をパラコートおよび3-アミノトリアゾール処理したところ、H2O2量の増加を伴ったcAPXの誘導が認められた。DCMU処理したところ、強光(1600 μE/m2/s)によるcAPXの誘導は抑制された。以上のことからホウレンソウcAPXは細胞内H2O2濃度およびPQの酸化還元状態の両方により制御されていることが示唆された。また、強光によるcAPXの誘導にどちらの機構が関与しているかを検討するために、葉緑体内のH2O2消去能を強化した形質転換タバコ(katEおよびTpTAP-12)を用い、cAPXの強光応答を野生株(Xi)と比較した。その結果、正常および強光条件下におけるcAPX mRNAの発現レベルはXiと形質転換タバコの間で有為な差は認められなかった。以上のことからcAPXの強光応答の初期段階ではPQの酸化還元状態が関与していることが示唆された。
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  • NAD代謝活性化によるROSストレス耐性の付与
    林 光紀, 手塚 修文, 内宮 博文
    p. 173
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.173.0
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    トウモロコシHm1遺伝子はNADPH-dependent HC-toxin reductase(HCTR)をコードし、北方斑点病菌の生産するHC-toxinを無毒化する。我々はイネからHCTR遺伝子とアミノ酸レベルで78％の相同性がある遺伝子(YK1遺伝子と呼ぶ)を単離した。この遺伝子を高発現させた形質転換イネは多くのストレスに対して耐性を示すことを明らかにした。その1つは、イネイモチ病原菌に対する抵抗性の獲得である。更に、これら形質転換植物は、紫外線処理、塩処理、冠水処理などにも耐性を示した。H2O2に対しても耐性を示したことからYK1はROSを介した抵抗性を植物に付与するものと思われる(Uchimiya et al. 2002)。YK1は生体内のNAD(P)H → NAD(P)の反応を促進し、標的となる物質を還元していると考えられる。今回我々はこの遺伝子の高発現はNAD(P)(H)の量を増加させることを見出した。すなわち、イネ細胞抽出液とNADの前駆体であるDeamino-NADを混合して反応させ、生成させたNADの量を測定することでNAD合成酵素活性を比較した。その結果、形質転換イネにおけるNAD合成酵素活性の上昇が認められた。従って、NAD(P)(H)依存的代謝系がROSストレス耐性と密接に関係することが示された。
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  • グルタチオン結合タンパク質の解析
    伊藤 寿, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 174
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.174.0
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    植物細胞はストレスや病害抵抗性反応において活性酸素を生じ、それを認識する機構が存在するが、その詳細は不明である。そこで我々は、酸化状態によりグルタチオンが特定のタンパク質に結合することが、植物が活性酸素を認識する最初の段階であると考え、ビオチン標識したグルタチオンを利用し、グルタチオン結合タンパク質の同定を行った。
    材料はアラビドプシスの培養細胞を用い、ビオチン標識したグルタチオンは、グルタチオンとbiotinamidocaproic acid 3-sulfo-N-hydroxysuccinimideを脱水縮合することによって得た。培養細胞をビオチン標識したグルタチオンとインキュベートし、界面活性剤を含まない緩衝液中で破砕した。遠心によって不溶物を除き、可溶性画分を得た。これを電気泳動、ブロッティングしたところ、ストレプトアビジンによって、ビオチン標識したグルタチオンが結合しているタンパク質がいくつか検出された。これよりグルタチオンが結合するタンパク質が存在することが示された。
    これらのタンパク質を精製したところ、その一つはトリオースリン酸イソメラーゼであった。組み替えタンパク質を作製したところ、その活性はグルタチオンによって変化した。このことはトリオースリン酸イソメラーゼの活性が、細胞内のレドックスによって制御されていることを示唆している。
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  • シロイヌナズナにおけるPR-1発現へのグルタチオンの関与
    仙田 香織, 岩渕 雅樹, 小川 健一
    p. 175
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.175.0
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    我々は植物の病害抵抗性の誘導にグルタチオンが関与するのかを明らかにするため、自発的に過敏感細胞死様の細胞死を引き起こすシロイヌナズナのlsd mutantsを用い、還元型グルタチオン（GSH）あるいは酸化型グルタチオン（GSSG）を処理した後、PR-1蓄積と内在性グルタチオン含量との関連について調べた。lsd mutantsをlesion形成条件に移行すると2～4日で内在性グルタチオン量が増加し、その後PR-1の蓄積が誘導された。さらにlsd1に10-5 M GSSGおよびGSHを前処理、またlsd4に10-5 M GSSGを前処理すると植物体内に蓄積する総グルタチオン量が増加し、PR-1タンパク質も移行後早い時期から蓄積した。これらのことよりlsd mutantsでグルタチオン含量が早い段階で多く蓄積することによりPR-1蓄積が早い時期に誘導されると考えられた。さらにグルタチオン蓄積量の多さがPR-1誘導に影響を与えるのかを調べるため処理するGSSGの濃度について検討したが、グルタチオン蓄積量は10-5 Mよりも10-3 Mの濃度で処理した方が非常に多かったのに対し、PR-1蓄積はむしろ10-5 Mで処理した方が多かった。以上のことより、グルタチオン蓄積量が多いほどPR-1誘導に効果的というわけではなく、PR-1を誘導するためには至適な濃度のグルタチオンが必要であることが示唆された。
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  • オーキシン早期誘導性遺伝子MSG2/IAA19過剰発現体の生理学的研究
    熊谷 聡, 山本 興太朗
    p. 176
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.176.0
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    演者らはシロイヌナズナのオーキシン依存性屈曲反応に欠損を持つ優性突然変異体msg2の原因遺伝子がAux/IAA遺伝子族の一つ、IAA19であることを示した。msg2の表現型異常は他の優性Aux/IAA突然変異に比べて特異的で、ほとんど胚軸の屈光性、屈地性、フック形成にしか異常が見られない。優性Aux/IAA突然変異は、変異により安定化したタンパク質が過剰に細胞内に蓄積して生じると考えられているので、本研究ではオーキシン依存性屈曲反応におけるMSG2/IAA19の役割を明らかにするため、IAA19過剰発現体を作製しその表現型を調べた。同過剰発現体を作製するために、CaMV35Sプロモーターの直下にIAA19全長cDNAを組み込んだ構築物をシロイヌナズナに導入し、約100ラインの形質転換体を得た。その中の1系統では暗所芽生え胚軸の屈地性、屈光性が減少し、根の屈地性も減少していた。この系統ではIAA19が野生型より約100倍強く発現しており、これらの異常な形質はIAA19過剰発現によるものと考えられる。また、msg2とは異なり、葉で著しい下偏成長が見られる系統もあり、msg2の特異的欠損がIAA19遺伝子発現の組織特異性に由来することが示唆された。野生型とIAA19過剰発現体の表現型や遺伝子発現様式を比較し、オーキシン依存性屈曲成長反応におけるMSG2/IAA19の役割について議論する。
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  • Disruption of Auxin Response Factor 8 (ARF8) gene reduces light sensitivity in Arabidopsis
    Chang-en Tian, Hideki Muto, Tomoyuki Matamura, Kiyoshi Tatematsu, Kota ...
    p. 177
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.177.0
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    ARFs have been shown to play a central role in multiple auxin-dependent phenomena. To comprehensively understand the role of ARFs in auxin action, we have been carrying out phenotypic characterization of disruption mutants of ARF genes. Screening of T-DNA insertion lines of Arabidopsis by PCR, we have isolated a mutant line, arf8-1, in which T-DNA inserts into the third exon of ARF8 gene. arf8-1 seedlings showed the long-hypocotyl phenotype when grown in either white, red, far-red or blue light. Growth orientation of hypocotyl in wild type is randomized under red-light condition. However, arf8-1 hypocotyls grew upward in the same condition. Moreover, mature arf8-1 plants displayed longer inflorescence stem and stronger apical dominance than wild type. Introduction of ARF8 ORF driven by ARF8 promoter into arf8-1 mutant rescued the arf8-1 mutant phenotypes tested. The present results indicate that arf8-1 is a light-insensitive mutant.
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  • ブラシノステロイドは半優性突然変異体constitutive differential growth 1-D (cdg1-D)の表現型異常を部分的に再現する
    武藤 秀樹, 矢部 尚登, 蓮沼 仰嗣, 山本 興太朗
    p. 178
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.178.0
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    　cdg1-D は受容体様タンパク質・キナーゼのRLCKVII サブファミリーに属するCDG1 遺伝子が過剰発現した結果、多面的な表現型異常を示す半優性突然変異体である。cdg1-D は矮性で、葉は著しい上偏成長の結果、下側に丸まった形態異常を示し、胚軸や花茎、葉柄などが螺旋状、またはねじれて伸長する。また、光による成長制御にも異常をもち、白色光下で栽培した変異体の胚軸は野生型より著しく長くなる。野生型とcdg1-D の明所芽生えを用いて各種の植物ホルモンの影響を調べたところ、高濃度のブラシノライドで処理した野生型の芽生えは、胚軸の徒長と葉の上編成長を示し、cdg1-D に類似した形態をとった。また、cdg1-D の種子をEMS で処理したM2種子を用いて探索した結果、cdg1-D の表現型を完全に回復した復帰突然変異体を2系統単離した。これらはCDG1 遺伝子の機能を欠損した遺伝子内復突然帰変異体であった。この復帰変異のホモ接合体、すなわちCDG1 遺伝子の欠損したcdg1 変異体は野生型と変わらない形態とブラシノライド応答性を示した。これらのことから、CDG1 遺伝子はブラシノステロイドの生理作用に関与する可能性があるが、ブラシノライド応答系に必須な因子ではないことがわかった。
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  • ブラシノステロイドは成長の盛んな器官で特異的に生合成される
    嶋田 幸久, 郷田 秀樹, 中村 郁子, 高津戸 秀, 藤岡 昭三, 吉田 茂男
    p. 179
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.179.0
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    　シロイヌナズナのミュータントdet2などの解析から、ブラシノステロイド（BR）が形態形成に重要な働きを演じていることが広く認識されるようになった。また、CPD, DWF4, Dwarf/BR6oxなどいくつかの生合成遺伝子が同定された。しかし、ブラシノステロイドがどこで合成され、どこで働くのか、これまでほとんど解明されていない。我々は、ブラシノステロイド生合成の器官特異的な調節とその生理的意義を理解するために、研究を行った。内生ブラシノステロイド全ての器官において検出されたが、茎頂部が最も高いブラシノステロイド内生量を示した。次に高い内生量はサヤで検出された。一方、ブラシノステロイド関連遺伝子の発現も全ての器官において検出された。ブラシノステロイド生合成経路で特に重要な役割を果たす3遺伝子、BR6ox1, BR6ox2, DWF4は茎頂部で最も高い発現を示した。またBR6ox1, DWF4遺伝子はさサヤで2番目に強い発現を示した。これらの結果から、ブラシノステロイドは全ての器官で合成されるが、特に若く活発に成長している器官ほど合成量が多いことがわかった。一方、成熟した器官では合成量は限られていた。この結果は、ブラシノステロイドが成長促進ホルモンとして働くと言うこれまでの知見と一致する。
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  • ブラシノステロイド生合成阻害剤ブラシナゾールがブラシノステロイド関連遺伝子の発現に与える影響
    田仲 究, 中村 考志, 浅見 忠男, 吉田 茂男, 松尾 友明, 岡本 繁久
    p. 180
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.180.0
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    ブラシノステロイド(BR)は、植物の成長や分化の過程で重要な役割を担っている。シロイヌナズナを用いた分子遺伝学的解析により、今日までにBRの生合成・不活化・情報伝達に関わる遺伝子が数多く単離されてきた。生合成遺伝子DWF4やCPDの発現に関しては、BR欠損変異体中で上昇することが報告されている。しかし、他の生合成及び不活化遺伝子の発現に関する知見は少ない。そこで私たちは、ブラシナゾール(Brz)により、BRの生合成を阻害したときに見られるBR関連遺伝子の発現を解析することにした。昨年度の年会で報告した実験系を用いて、ステロール生合成の共通経路、BRに特異的な生合成経路及びBR不活化経路に関わる11遺伝子の発現を定量的RT-PCRで調べた。その結果、Brzの添加により7つの遺伝子の発現上昇が見られた。この中には、DWF4とCPDを含む5つのBR生合成遺伝子が存在した。CPDの発現誘導は、Brz添加後、2日目から始まり3日目で飽和した。この結果は、短時間(3時間)で発現誘導を受けるという以前の報告とは異なっていた。また、BR合成の材料となるステロール化合物の生合成に関わるFK及びDWF5遺伝子の発現も上昇していた。以上から、内生BR量の低下は、BR生合成のみならずステロール生合成に関わる酵素遺伝子の発現を増加させることで適正量に調節されると考えられた。
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  • The identification of CVP1 reveals a role for sterols in vascular patterning
    Shozo Fujioka, Francine Carland, Suguru Takatsuto, Shigeo Yoshida, Tim ...
    p. 181
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.181.0
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    The cvp1 mutant is characterized by a discontinuous venation pattern with aberrant vascular cell morphology. This defect is first apparent in the spatial distribution of provascular cells during embryogenesis, suggesting that CVP1 acts early in vein patterning. We have positionally cloned the CVP1 gene and found that it encodes C-24 sterol methyltransferase 2 (SMT2), an enzyme in the sterol biosynthetic pathway. As predicted from the role of SMT2, sterol levels were significantly altered in cvp1 alleles. In the wild type, a ratio of campesterol to sitosterol was ca. 0.2, whereas in cvp1 alleles, the ratio was 1.9 or greater. The degree in sterol levels of the alleles was proportional to the severity of their phenotypes. The cvp1 mutant had normal brassinosteroid levels, and the application of brassinosteroid did not rescue the mutant phenotype. Our results indicate a brassinosteroid-independent role for sterols in vascular patterning.
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  • エンドウ種子の成熟と発芽に伴うブラシノステロイドおよびその生合成／代謝遺伝子発現の量的変動
    上野 雅昭, 野村 崇人, 高津戸 秀, 竹内 安智, 横田 孝雄
    p. 182
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.182.0
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    我々はエンドウPisum sativum L. 種子の成熟と発芽におけるブラシノステロイド（BR）の生合成および代謝の役割を知るために、成熟と発芽の両過程における内生BRの含量をGC-MSを用いて定量した。さらにBRの生合成・代謝に関与するP450酵素遺伝子をクローニングし、RT-PCRによってその発現量を調べた。種子の成長にともない6-deoxoCSからカスタステロン(CS)への変換を触媒するD酵素の発現量が増大したが、これに比例してブラシノライド(BL)とCSの量が増加した。成長が終了するころにはD酵素の発現量が減少するとともに、BLとCSの量が激減し、6-deoxoCSが多量に蓄積された。したがって、このような現象にはD酵素が関与していると考えられた。また、代謝酵素BAS1は種子成長中に常に一定レベル以上あるため、完熟種子における6-deoxoCSの減少やBLとCSの消滅には、BAS1が関与していると考えられた。一方、6-deoxoCS以前の前駆体BRは完熟種子においても大きく減少はしなかった。したがって、これらのBRは種子における貯蔵型BRとして保持されていると考えられる。発芽過程におけるBRの内生量とBRの生合成・代謝遺伝子の発現量の変化は現在検討中である。
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  • ブラシノステロイド情報伝達突然変異体bil(brz-insensitive-long hypocotyl)の機能解析
    中野 雄司, Zhiyong Wang, Santiago Mora-Garcia, 神田 聡美, 鈴木 建之, 永田 典子, 作田 正明, ...
    p. 183
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.183.0
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    ブラシノステロイド生合成阻害剤Brz培地上で暗所発芽した植物体は、暗所ながら光形態形成や葉緑体遺伝子の発現が認められる。この暗所Brz条件下におけるBrz耐性を指標にアラビドプシス突然変異体bilのスクリーニングを行っている。現時点で最も形質の強いbil1はDominant変異であり、bzr1（Brz-resistant）と同一、bes1（bri1-EMS-suppressor）とアミノ酸配列で88％の相同性を持つ新規なタンパク質ファミリーであることが明らかになった。変異bil1/bzr1:CFP融合タンパク質は安定的に核局在を示し、野生型BIL1/BZR1:CFP融合タンパク質は通常条件下では細胞質に局在するが、ブラシノステロイド刺激後30分以内に核内へ移行が観察された。これらの結果より、BIL1/BZRタンパク質は、細胞膜上で受容されたブラシノステロイド刺激を細胞質から核内に伝える情報伝達キャリアー本体として機能している、と考察された。またやや弱い形質であるbil5は、暗所Brz条件下では野生型の約2倍の胚軸長を示すが、成長後には茎長の短化・細化、ロゼッタ葉の細化・低緑化、等の著しい異常形態を示した。また更に、新たなbil形質を示す変異体のスクリーニングを継続している。
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  • A rice BR-deficient mutant, Ebisu dwarf (d2), is caused by loss-of-function of a new member of cytochrome P450.
    Zhi Hong, Miyako Ueguchi-Tanaka, Kazuto Umemura, Sakurako Uozu, Yukihi ...
    p. 184
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.184.0
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    We isolated a new BR-deficient mutant, Ebisu dwarf (d2), in rice. d2 showed dwarfism with specific inhibition of the 2nd internode. Detailed feeding experiment revealed 6-Deoxo3DT, 3DT and their downstream intermediates effectively bended the lamina joint of d2. The endogenous level of BRs in d2 supported the result of feeding experiment. These indicate that d2 may be deficient in the conversion from 6-DeoxoTE to 6-Deoxo3DT and from TE to 3DT. D2 was localized at the short arm of rice chromosome 1 and predicted to encode a cytochrome P450. D2 is highly homologous to ROT3, whose function is still unclear. D2 is negatively regulated by BL and is highly expressed in leaf blade and elongation stem. These results suggest that D2 is a new member of P450s, which may catalyze the oxidation of C3-hydroxyl in the late step of BR biosynthesis.
    This work was in part supported by PROBRAIN.
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  • オオムギ半矮性遺伝子‘渦’はブラシノステロイド非感受性変異に起因する．
    最相 大輔, 蝶野 真喜子, 本多 一郎, 渡邊 好昭, 丹野 研一, 北野 英己, 武田 和義
    p. 185
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.185.0
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    　オオムギの渦性は，3H染色体上に座乗する単一劣性遺伝様式を示す遺伝子uzuによって支配される半矮性形質を示す．渦性系統は耐倒伏性に優れた草型を示し、多肥密植条件で多収となる．同様の草型を呈し，「緑の革命」として知られるイネ及びコムギの半矮性形質は，何れもジベレリンに関わる変異によってもたらされているが，オオムギ渦性は古くからジベレリンとは無関係の変異であることが知られており，その遺伝的な制御機構については不明であった．本研究では，uzu遺伝子の同質遺伝子系統対を用いて形態的搏Iな側面から詳細に解析を行った．その結果，渦性系統は高温生育条件下では第一節間の伸長が抑制されるdm型の節間伸長様式を示すこと，ブラシノライド投与に対する応答性が低く，且つ内在性のブラシノステロイド類が過剰に蓄積していることが明らかとなった．これらの形質は，近年イネで報告されたブラシノステロイド非感受性変異体d61と酷似していた．そこで，並性（正常型）と渦性オオムギからD61相同遺伝子を単離し，その塩基配列を比較したところ，C末端側の機能性領域の中にアミノ酸変異につながる一塩基置換を見出した．この変異は，遺伝地図上で渦性と同座に位置付けられ，皮裸性や播性程度の異なる複数の渦性系統が同一の変異を有することを見出した．従って，オオムギ渦性はブラシノステロイドレセプターの変異に起因すると結論した．
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  • ブラシノステロイドはIAA及びDR5-GUS遺伝子の転写を活性化する
    中村 郁子, 樋口 可南子, 郷田 秀樹, 藤原 誠, 澤 進一郎, 小柴 共一, 嶋田 幸久, 吉田 茂男
    p. 186
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.186.0
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    本研究ではTGTCTCを含むオーキシン応答性配列AuxRE (auxin response element)プロモーター領域に含むオーキシン早期応答遺伝子、IAA5, IAA19遺伝子及び同配列を含む合成オーキシン応答性配列(DR5)にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を融合したDR5-GUS遺伝子がオーキシン及びブラシノステロイド(BR)にどのように応答をするかを調べた。IAA5及びIAA19遺伝子はindole-3-acetic acid (IAA)により濃度依存的に素早く一過的に増加するのに対し、BLに対しては濃度非依存的で、徐々に継続的に増加した。DR5-GUS遺伝子もIAAとBLに対しIAA遺伝子と同様な発現応答を示したことから、これらの遺伝子が同じオーキシン応答因子を介してブラシノステロイドにより誘導されていることが示唆された。アラビドプシスではBL処理により生重量当たりのIAA量の増加は見られなかった。またBR生合成欠損変異体であるdet2においてIAA量は野生型に比べて増加しているにもかかわらず、IAA5遺伝子は減少していたことから、IAA5遺伝子はIAA量の変化とは独立に減少したと考えられた。これらの結果からTGTCTCを含むAuxREはオーキシンとブラシノステロイドの両方のシグナル伝達に関与していることが示唆された。
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  • Comprehensive analysis of Brassiosteroid and Auxin regulated genes expression
    Hideki Goda, Shinichiro Sawa, Narumasa Miyauchi, Shozo Fujioka, Yukihi ...
    p. 187
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.187.0
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    Brassinosteroid (BR) have been thought to be related to auxin actions. We used DNA microarray (Gene Chip, Affymetrix) to analyze BR and auxin regulated genes comprehensively. We have identified 77 early auxin inducible genes and 93 early BR inducible genes. P450 genes and transcription factor genes predominated among early BR down-regulated genes. Auxin-related genes and Cell elongation related genes predominated among early BR up-regulated genes. Ammonium transport protein (AMT1), trehalose-6-phosphate phosphatase (AtTPPB), and 10 unknown proteins were identified early auxin down regulated genes. Early auxin up regulated genes were classified into 6 functional classes: 1) AUX/IAA, SAUR, and GH3 family genes; 2) signal transduction related genes; 3) Cell elongation related genes; 4) transcription factor genes; 5) Ethylene biosynthase related genens; 6) genes of unknown function. Furthermore 12 genes were also up regulated by BR stimulation. This group included AUX/IAA, SAUR, and GH3 family genes, and Cell elongation related genes.
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  • オーキシン非感受性突然変異体におけるブラシノステロイド感受性と生合成
    中嶋 直子, 藤岡 昭三, 嶋田 幸久, 高津戸 秀, 吉田 茂男
    p. 188
    発行日: 2003/03/27
    公開日: 2004/02/24
    DOIhttps://doi.org/10.14841/jspp.2003.0.188.0
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    ブラシノステロイド(BR)とオーキシンは、成長調節において密接な相互作用があることが示唆されている。その相互作用について解明することを目的とし、シロイヌナズナのオーキシン非感受性突然変異体（axr1、axr2、tir1、aux1、axr4）を用いて、BRの感受性について調べた。試験したオーキシン非感受性突然変異体の中で、axr2だけが、胚軸でブラシノライドに対し感受性が低下していることが明らかとなった。その他の試験した突然変異体は、胚軸と根部のブラシノライド感受性にWild typeと比較して相違はみられなかった。このことから、axr2におけるBR内生量、あるいはBRシグナル伝達系の変化が示唆された。そこで、Wild type、axr1、axr2の内生BRの定量分析を行ったところ、axr2において、中間体の6-deoxotyphasterolが、著しく蓄積していることがわかった。また、BR生合成遺伝子の発現も、一部に変化が見られた。したがって、axr2では、BRの感受性と生合成の両方に変化があり、オーキシンのシグナル伝達に関わるAXR2が、直接または間接的に、BRのシグナル伝達や生合成にも役割を果たしていることが示唆された。
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