ヒメツリガネゴケの一次形質転換系を用いた低温耐性関連遺伝子の解析

利用立碗藓初代转化系统分析耐低温相关基因

• 批准号: 16658040
• 负责人: 竹澤 大輔
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Saitama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-16658040/
• 关键词: ヒメツリガネゴケ; 低温耐性; 形質転換; アブシジン酸; 変異株; テアンデロース; 低温; 凍結; 原糸体; 遺伝子

本研究ではアブシジン酸処理により高い耐凍性を発揮するヒメツリガネゴケを材料として用い、低温耐性因子のスクリーニング系の確立と遺伝子の単離を行うことを目的とした。最終年度である18年度は、アブシジン酸非感受性のAR7変異株を用いて解析を行った。野生株は、そのプロトプラストにアブシジン酸応答に関わる制御因子PpABI3をトランジェントで発現することによって、いわゆるbrood cellと同様の形態を示すとともにアブシジン酸のない状態でもマイナス10度の凍結まで耐えてコロニーを形成することができた。同様の実験をAR7株についても行ったところ、brood cell形成は正常であったものの、PpABI3形質転換体は凍結には感受性であった。この形質転換体をアブシジン酸処理した後に凍結実験を行ったが、やはり細胞は凍結耐性を獲得することができなかった。糖および遺伝子解析の結果、デハイドリンなどの低温耐性関連遺伝子はAR7株でも野生株と同レベルまで発現したが、糖蓄積には野生株と差が見られた。特にアブシジン酸処理特異的に発現する3糖テアンデロースについてはAR7株で蓄積が極端に少なかった。以上の結果から、AR7変異株はPpABI3に依存しないシグナル経路に欠損があり、3糖合成に関わる遺伝子の発現が抑制された結果、耐凍性が減少したことが推察された。

This study aims to establish a system for the development of high temperature resistance factors in materials treated with acid and to establish a system for the development of high temperature resistance factors. The final year is 18 years, and the AR7 variant is not susceptible to acid. Wild plants have a control factor PpABI3 that is related to the development of brood cells and the same morphology. The same is true for AR7 strains, brood cell formation is normal, and PpABI3 is qualitative. The quality of the cells was changed after acid treatment. The results of sugar gene analysis showed that the gene related to low temperature tolerance of AR7 strains was found in wild plants and sugar accumulation in wild plants. Special acid treatment specific development of 3 sugar species, but AR7 strain accumulation is extremely small As a result of the above results, it has been inferred that the AR7 variant has no loss in the PpABI3-dependent molecular pathway, and the occurrence of genes related to 3 sugar synthesis is suppressed. As a result, the freezing resistance is reduced.

项目成果

Cold acclimation in bryophytes : Low temperature-induced freezing tolerance in Physcomitrella patens is associated with increases in expression levels of stress-related genes but not with increase in levels of endogenous abscisic acid.

苔藓植物的冷驯化：小立碗藓中低温诱导的冷冻耐受性与应激相关基因表达水平的增加有关，但与内源脱落酸水平的增加无关。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Planta 220
• 作者: Minami;A.;Nagao;M.;Ikegami;K.;Koshiba;T.;Arakawa;K.;Fujikawa;S.;Takezawa D
• 通讯作者: Takezawa D

Accumulation of theanderose in association with development of freezing tolerance in the moss Physcomitrella patens.

• DOI: 10.1016/j.phytochem.2006.01.031
• 发表时间: 2006-04
• 期刊: Phytochemistry
• 影响因子: 3.8
• 作者: M. Nagao;K. Oku;Anzu Minami;Kaoru Mizuno;M. Sakurai;K. Arakawa;S. Fujikawa;D. Takezawa

Identification of abscisic acid-, cold-, and osmotic stress-induced genes encoding novel membrane-bound transporter-like proteins.

鉴定编码新型膜结合转运蛋白样蛋白的脱落酸、冷和渗透应激诱导基因。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Biochem.Biophys.Res.Commun. 317
• 作者: Takezawa;D.
• 通讯作者: D.

Rapid degradation of starch in chloroplasts and concomitant accumulation of soluble sugars associated with ABA-induced freezing tolerance in the moss physcomitrella patens

叶绿体中淀粉的快速降解和可溶性糖的伴随积累与 ABA 诱导的小立碗藓的耐冻性相关

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Plant Physiology 162
• 作者: T. Araki;H. Masamoto;M. Shigematsu;T. Mitsunaga;Inada H;Fujikawa S;Minami A;Takahashi H;Inada H;Nagao M
• 通讯作者: Nagao M

Accumulation of pathogenesis‐related (PR) 10/Bet v 1 protein homologues in mulberry (Morus bombycis Koidz.) tree during winter

• DOI: 10.1111/j.1365-3040.2004.01216.x
• 发表时间: 2004-09
• 期刊: Plant Cell and Environment
• 影响因子: 7.3
• 作者: N. Ukaji;C. Kuwabara;D. Takezawa;K. Arakawa;S. Fujikawa