ホウ素欠乏ストレスで誘導される遺伝子の単離と機能解析

缺硼胁迫诱导基因的分离及功能分析

• 批准号: 11760046
• 负责人: 小林 優
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Kyoto 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: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-11760046/
• 关键词: ホウ素; タバコ; 遺伝子発現; ストレス; 細胞死; 細胞壁; ディファレンシャルディスプレイ

高等植物のホウ素欠乏による細胞死の機構を解明するため、ホウ素欠乏で発現が誘導される遺伝子の検索を行った。実験にはタバコ培養細胞BY-2を用いた。細胞をホウ素を含まない培地で洗浄後、同培地(-B培地)あるいは通常培地(+B培地、1ppmホウ素を含む)に移植し、細胞の生死を二酢酸フルオレセイン-ヨウ化プロピジウム二重染色で観察した。その結果、-B培地では処理後24-36時間で死細胞の割合が増加し始めることが分かった。また死細胞ではヨウ化プロピジウムは核および原形質膜上に集積していると推定された。典型的なプログラム細胞死を誘導すると考えられている過酸化水素、Triton X-100処理では核のみが強く染色され、ホウ素欠乏による細胞死の場合とは一致しなかった。次に、ホウ素欠乏によって発現が誘導される遺伝子を検索した。上記のように欠除処理した細胞と対照細胞について、まずディファレンシャルディスプレイ法で比較した。100通りのプライマーセットを用い欠除処理時間1、3、6および48時間で検討したが、発現量に差のある遺伝子を再現性良く検出することはできなかった。またディファレンシャルスクリーニング法、cDNAサブトラクション法も試みたが明確な結果は得られなかった。そこでタバコ培養細胞BY-2の各種ストレス誘導性遺伝子や細胞壁関連蛋白質遺伝子をピックアップし、それらがホウ素欠乏で誘導されるかRT-PCRで検討した。その結果ACC oxidaseおよびa-expansin遺伝子の発現量が、-B48時間の細胞で対照より多いことを見いだした。その生理的な意義は現時点では不明である。また発現のタイミングから考えるとホウ素欠乏の直接的な結果でなく二次的な影響の可能性が高いが、これらをプローブとするノザン解析で障害の発生時期を絞り込めると考える。

The mechanism of cell death in higher plants due to lack of hormone is explained, and the mechanism of cell death due to lack of hormone is induced. By-2 is used to culture cells. After the cells are cultured in the same culture medium (-B culture medium) and transplanted in the usual culture medium (+B culture medium, 1ppm of in is contained), the life and death of the cells can be observed by double staining of the dianhydride acid fluorescentin-toochem tablet. After 24-36 hours of treatment, the number of dead cells increased. The dead cells are expected to accumulate in the nucleus and protoplasma membrane. Typical cell death was induced by hyperacidification and Triton X-100 treatment, and the cell death was induced by hyperacidification and Triton X-100 treatment. The second time, it is necessary to develop a new method of detection. The above mentioned method of cell processing is compared with that of cell processing. 100 pass detection time 1, 3, 6, and 48 time detection time 1, 3, and 48 time 1, 3, 4, and 48 time 1, 4, 5, and 48 time 1, 4, 5, The method of cDNA translation and analysis was used to determine the exact results. By-2 cell culture of various types of inducible gene, cell wall-associated protein gene, and so on. The results of ACC oxidase and a-expansin gene expression are as follows: -B48 time cell The meaning of physiology is unknown. The probability of secondary impact is high, and the time of occurrence of the damage is high.

项目成果

M.Kobagashi,H.Nakagawa,T.Asaka,T.Matoh: "Borate-rhamnogalacturonan II bonding reinforced by Ca^<2+> retains pectic polysaccharides in higher-plant cell walls"Plant Physiology. 119. 199-203 (1999)

M.Kobagashi、H.Nakakawa、T.Asaka、T.Matoh：“Ca^2 增强的硼酸-鼠李半乳糖醛酸 II 键合保留了高等植物细胞壁中的果胶多糖”植物生理学。

Matoh T,Takasaki M,Kobayashi M,Takabe K,: "Boron nutrition of cultured tobacco BY-2 cells.III.Characterization of the boron-rhamnogalacturonan II complex in cells acclimated to low levels of boron"Plant and Cell Physiology. 41(5). 363-366 (2000)

Matoh T、Takasaki M、Kobayashi M、Takabe K，：“培养烟草 BY-2 细胞的硼营养。III.适应低水平硼的细胞中硼-鼠李糖半乳糖醛酸 II 复合物的表征”植物和细胞生理学。