遺伝子タギングによる植物の過敏感細胞死関連遺伝子の単離とその機能解析

植物过敏细胞死亡相关基因的基因标记分离及其功能分析

• 批准号: 13039013
• 负责人: 石川 敦司
• 金额: $ 3.58万
• 依托单位: Fukui Prefectural 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: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-13039013/
• 关键词: 植物; 遺伝子タギング; 細胞死; 過敏感細胞死

申請者は、シロイヌナズナのT-DNAタギングラインをスクリーニングし、細胞死突然変異体(len: lesion initiation)を単離した。そのうち、len1とlen2変異体は劣性突然変異体で、len3変異体は優性突然変異体であったことから、野生株において、LEN1とLEN2は細胞死発現を抑制し、LEN3は促進していると考えられた。またこれら細胞死突然変異体では、細胞死の発現に伴い、葉の細胞においてカロースや自家蛍光物質の蓄積が見られるとともに、防御遺伝子(PR-1やPDF1.2)の発現も誘導されていた。また病原菌に対する抵抗性も獲得していた。これらの結果から、len1、len2およびlen3変異体における細胞死発現は、植物の抵抗性反応で誘導される過敏感細胞死と同様な機能を有していると考えられた。つまり、これら細胞死突然変異体の解析を通して、植物の過敏感細胞死および耐病性発現機構を解明できると考えられた。len1変異体はT-DNAでタグされていたことから、TAIL-PCR法によりその挿入部位を決定した。その結果len1変異体では、T-DNAの挿入にともない第一染色体に存在するchaperonin 60β(CPN60β)遺伝子が欠失していることが明らかとなった。そこでCPN60β遺伝子をlen1変異体に導入したところ、突然変異が回復した。このことから、LEN1遺伝子はCPN60βをコードしていることが明らかになった。LEN1(CPN60β)は葉緑体に局在するシャペロニンであり、葉緑体内でタンパク質のフォールディングに関与していると考えられている。実際、大腸菌で作成したCPN60βは、in vitroにおいてタンパク質のアグリゲーションを阻害したことから、シャペロン活性を持つことが明らかになった。またlen1変異体を高温で処理すると、野生型植物体よりも早く枯死した。これらのことから、len1変異体においては、葉緑体におけるシャペロニン活性が低下し、これが細胞死の発現を誘導していると予想された。

The applicant shall submit the following documents: T-DNA sequence, len: lesion initiation. In the wild, LEN1 and LEN2, cell death was inhibited, and LEN3 was promoted. The cell death suddenly changes, the cell death occurs, the leaf cell death occurs, the cell death occurs, the leaf cell death occurs, the cell death occurs, the leaf cell death occurs, the leaf cell death occurs, the defense gene (PR-1, PDF1.2) occurs, the defense gene (PR-1, PDF1.2) accumulates, the defense gene (PR-1, PDF1.2) occurs. The pathogen is resistant to infection. The results of this study include: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 10, The mechanism of oversensitive cell death and disease resistance development in plants is studied. len1 is a T-DNA fragment that can be used to determine the site of insertion by TAIL-PCR As a result, the first chromosome of the T-DNA gene is chaperonin 60β(CPN60β), and the second chromosome is chaperonin 60 β. CPN60 beta gene len1 is introduced in different ways, suddenly changed in different ways. CPN60β is the first gene to be transmitted to the LEN1 gene. LEN1(CPN60β) is a chloroplast inhibitor. In fact, the production of Escherichia coli CPN60 beta, in vitro, the quality of the release of the drug, the inhibition of the activity of the drug, the maintenance of the drug. The wild type plants died early after high temperature treatment. The activity of chloroplasts was decreased and the cell death was induced.

项目成果

Atsushi Ishikawa: "A deficiency of coproporphyrinogen III oxidase causes lesion formation in Arabidopsis"The Plant Journal. 27. 89-99 (2001)

Atsushi Ishikawa：“粪卟啉原 III 氧化酶的缺乏会导致拟南芥中形成病变”《植物杂志》。

Ishikawa, A et al.: "Deletion of a chaperonin 60β gene leads to cell death in the Arabidopsis lesion initiation 1 mutant"Plant Cell Physiol.. 44. 255-261 (2003)

Ishikawa, A 等人：“伴侣蛋白 60β 基因的缺失导致拟南芥病变起始 1 突变体中的细胞死亡”Plant Cell Physiol.. 44. 255-261 (2003)