光発芽レタス種子のジベレリン生合成酵素遺伝子発現に対する赤色光の効果

红光对光发芽生菜种子赤霉素生物合成酶基因表达的影响

• 批准号: 09760111
• 负责人: 豊増 知伸
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Yamagata 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09760111/
• 关键词: 光発芽; レタス種子; ジベレリン; 生合成酵素; 遺伝子発現制御; PCR; 生合成酵素遺伝子

植物ホルモン・ジベレリン(GA)はレタス種子の光発芽誘導に重要な役割を担っていると考えられている.レタス種子においては赤色光による発芽誘導時に活性型GAであるGA_1の内生量が増加することが示されており,本研究ではどの生合成段階が赤色光処理により促進されるかを調べることを目的とする.昨年度は,GA生合成の後期段階を触媒する2種の可溶性酵素,GA 20-酸化酵素,3β-水酸化酵素をコードするcDNAをレタス種子より2種ずつクローニングした(Ls20ox1,Ls20ox2,Ls3h1,Ls3h2).本年度はまず,その他のアイソザイム遺伝子をクローニングするために,いくつかの種類の縮重プライマーや種子以外の起源のcDNAを鋳型として用いて探索を行った.その結果,各々の酵素について3種目のアイソザイムをコードするcDNAがクローニングでき,それぞれLs20ox3,Ls3h3と名付けた.また,GA生合成経路の中でも初期段階を触媒するコパリル二リン酸合成酵素とent-カウレン合成酵素をコードするcDNAもレタス種子より1種ずつクローニングし,それぞれLsCPS1,LsKS1と名付けた.ゲノミックサザン分析により上記8種の遺伝子は1コピーであると判断され,これら8種のcDNAをプローブとして,発芽光条件と非発芽光条件で培養したレタス種子を用いてノーザン分析を行った.その結果,初期段階を触媒するLsCPS1とLsKS1の遺伝子発現は光処理の影響を受けず,後期段階を触媒する酸化酵素の中でもLs20ox3,Ls3h2,Ls3h3の遺伝子発現は検出限界以下で,Ls20ox1とLs20ox2遺伝子は吸水のみで発現し,赤色光処理により発現量は増加しなかったが,Ls3h1遺伝子については吸水に加えて赤色光を処理することにより発現は誘導されることが示された.以上より,この活性型GAを合成する最終段階の酵素遺伝子の発現がフィトクロムにより制御されると考えられた.

Plant growth and development (GA) is an important part of seed photoinduction. In this study, the level of growth and development of GA_1 was increased by red light treatment. Last year, there were two soluble enzymes in the late stages of GA biosynthesis: GA 20-acidifying enzyme, 3 β-hydrating enzyme, and two kinds of enzymes (Ls20ox1,Ls20ox2,Ls3h1,Ls3h2). This year, we will explore the types and uses of cDNA derived from different types of DNA and their origins other than seeds. The results showed that each enzyme contained three kinds of protein, including Ls20ox3,Ls3h3 and Ls20ox4. In addition, in the early stages of GA biosynthesis, the enzyme LsCPS1,LsKS 1 and LsKS 1 are the first to be identified. 8 species of cDNA were identified and cultured under light and non-light conditions. As a result, the initial stage of the catalyst LsCPS1 and LsKS1 was affected by light treatment, and the late stage of the catalyst LsCPS1 and LsKS1 was affected by light treatment LsCPS1 and LsKS1 were affected by light treatment LsCPS1 and LsKS1. Ls3h1 The enzyme gene in the final stage of synthesis of this active-type GA was synthesized in the following ways:

项目成果

Tomonobu Toyomasu: "Phytochrome regulates gibberellin biosynthesis during germination of photoblastic lettuce seeds." Plant Physiology. 118・4. 1517-1523 (1998)

Tomonobu Toyomasu：“光敏色素调节光生菜种子萌发过程中的赤霉素生物合成。”植物生理学 118・4（1998）。