塩ストレス下でのアイスプラントのCAM型光合成関連遺伝子の発現調節機構

盐胁迫下冰植物CAM型光合作用相关基因表达调控

• 批准号: 04273213
• 负责人: 懸 和一
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04273213/
• 关键词: アイスプラント; アイソザイム; NADP-リンゴ酸酵素; 塩ストレス; ベンケイソウ型酸代謝

アイスプラントは500mMNaClを含む水耕液(海水の塩分濃度に匹敵)でも生育可能な耐塩性に優れた植物である。その耐塩性メカニズムの一つとして塩ストレスによって光合成型がC_3型からCAM型へシフトすることがあげられる。本研究ではCAM型光合成における鍵酵素の一つであるNADP-リンゴ酸酵素(NADP-ME)に着目し,塩ストレス下での発現調節機構を明らかにする目的で行った。「材料及び方法」アイスプラントは水耕栽培し,水耕液のNaCl濃度を400mMに高めることによってCAM型光合成を発現された。抗NADP-ME抗体は,CAM型アスカプラントより精製したNADP-MEを使って作製した。「結果及び考察」1.塩ストレスによって葉身のNADP-ME活性は約12倍に増加した。2.C_3及びCAM型アイスプラントの葉身よりNADP-MEを抽出し,デイビス法に従って電気泳動したところC_3型とCAM型とでNADP-MEの移動度が異なっていた。3.C_3型のNADP-MEのペプチドマップは一致し,二つのNADP-MEの一次構造は類似していることが分かった。4.しかし,抗NADP-ME抗体を使った免疫沈降反応及びELISAからC_3型とCAM型のNADP-MEで抗原性が異なることが示された。5.NADP-MEcDNA断片をプローブとしたノーザンブロットハイブリダイゼーションでは,塩ストレスによってNADP-MEのmRNAの増加が認められた。6.以上の結果から,アイスプラントのNADP-MEはC_3型とCAM型のものが存在は,塩ストレスによってC_3型のNADP-MEは消失し,CAM型のNADP-MEが発現され,その発現はmRNAのレベルで調節されていることが明らかとなった。

500 mM NaCl aqueous solution (comparable to seawater concentration) can improve fertility and plant tolerance. A new type of photosynthetic system is proposed for C_3-type and CAM-type photosynthetic systems. The aim of this study was to clarify the regulatory mechanism of CAM-type photosynthetic enzymes, such as NADP-ME (NADP-ME). "Materials and Methods": CAM-type photosynthesis was developed under hydroponic culture with NaCl concentration of 400 mM. Anti-NADP-ME antibodies are produced in a highly refined way by CAM type. 1. The activity of NADP-ME in leaves increased by 12-fold. 2. C_3 and CAM types are different from each other in the mobility of NADP-ME. 3. The primary structure of C_3-type NADP-ME is similar to that of C_3-type NADP-ME. 4. Antibodies against NADP-ME were found to be antigenically different between C_3 and CAM types of NADP-ME by immunoprecipitation and ELISA. 5. NADP-ME cDNA fragments were isolated from DNA fragments and the expression of NADP-ME mRNA was detected. 6. As a result, the NAPD-ME of C_3 and CAM types existed, the NAPD-ME of C_3 type disappeared, the NAPD-ME of CAM type appeared, and the NAPD-ME of mRNA was regulated.

项目成果

Kazuyuki Saitou: "Purification of NADP-malic enzyme with the high yield from leaves of Mesembryanthemum crystallinum exhibiting Crassulacean acid metabolism" Japanese Journal of Crop Science. 62. (1993)

Kazuyuki Saitou：“从表现出景天酸代谢的 Mesembryanthemum crystallinum 叶子中高产地纯化 NADP-苹果酸酶”，《日本作物科学杂志》。

Kazuyuki Saitou: "Two isoforms of NADP-malic enzyme in the facultative CAM plant Mesembryanthemum crystallinum" Research in Photosynthesis. (1993)

Kazuyuki Saitou：“兼性 CAM 植物 Mesembryanthemum crystallinum 中 NADP-苹果酸酶的两种异构体”光合作用研究。

Kazuyuki Saitou: "Structural and kinetic properties of NADP-malic enzyme from the inducible Crassulacean acid metabolism plant Mesembryanthemum crystallinum L" Plant and Cell Physiology. 33. 595-600 (1992)

Kazuyuki Saitou：“来自诱导型景天酸代谢植物 Mesembryanthemum crystallinum L 的 NADP-苹果酸酶的结构和动力学特性”植物和细胞生理学。