根端メリステムにおける寒冷シグナルの記憶とその娘細胞への伝達システム

根分生组织中冷信号的记忆及其向子细胞的传递系统

基本信息

批准号：
10760041
负责人：
伊藤菊一
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

植物の低温に対する応答・適応機構には様々な遺伝子の発現変動が関与しているが、低温で誘導/抑制される遺伝子群を一括して統御する植物由来の転写因子について不明の点が多い。平成10年度では、根端において低温により発現が変動する複数のタンパク質の同定に成功し、このうちのいくつかは寒冷シグナルの記憶現象と関連があることを明らかにした。平成11年度においては、これらの低温で誘導されるタンパク質群を一括して制御することが予想される転写因子の単離と、その低温における誘導経路の解析を行った。その結果、ハツカダイコンの根より、bZIPタンパク質をコードする新規遺伝子(rdlip)の単離に成功し、本遺伝子が低温により特異的に活性化されることを突き止めた。さらに、rdlipの発現について詳細に解析した結果、低温における発現は根の中間部分で特異的であり、この低温特異的な発現はカルシウムキレーターであるBAPTAにより阻害されることが判明し、rdlipの低温における発現には細胞外からのカルシウムの流入が関与していることが示唆された。一方、rdlipの発現はシクロヘキシミド処理により常温でも誘導され、その根における誘導部位は、低温処理時とは異なっていた。さらに、シクロヘキシミドによるrdlipの発現誘導には細胞外からのカルシウムの流入の関与は認められないことから、rdlipの発現誘導には、カルシウムおよびシクロヘキシミドによって活性化されるシグナル伝達経路が関与していることが示唆された。本研究で得られた低温誘導性の転写因子と寒冷シグナルの記憶現象との関連を解明するためにはさらに実験を積み重ねる必要があるが、根における低温応答に関する基礎的な知見が得られたものと考えられる。

植物对寒冷温度的反应和适应机制涉及各种基因表达变化，但是关于植物来源的转录因子的许多未知数，这些转录因子控制在低温下诱导/抑制的基因组。在1998年，我们成功地鉴定了多种蛋白质，其表达因根尖端的低温而变化，其中一些与冷信号的记忆现象有关。在1999年，预期由这些低温蛋白质组控制的转录因子以及对低温下的诱导途径的分析。结果，我们成功地分离了一个新的基因（rDLIP），该基因从萝卜根的根中编码了BZIP蛋白，并发现该基因在低温下被专门激活。此外，对rdlip的表达的详细分析表明，低温下的表达在根的中部是特异性的，并且这种冷晶特异性的表达受到钙螯合剂Bapta的抑制，这表明RDLIP在低温下的表达涉及钙的钙从外部造成钙的膨胀。另一方面，通过环己酰亚胺处理在室温下诱导rdlip表达，并且根部的诱导位点与低温处理时的诱导位点不同。此外，由于环己二酰亚胺通过环己酰亚胺诱导RDLIP表达不涉及细胞外钙的涌入，因此建议通过钙和环己酰亚胺激活的信号通路参与rdlip表达的诱导。需要进一步的实验来阐明本研究中获得的低温转录因子与冷信号的记忆现象之间的关系，但是人们认为已经获得了有关根中冷反应的基本知识。