植物のサイトカイニン応答における分子基盤

植物细胞分裂素反应的分子基础

• 批准号: 14036221
• 负责人: 酒井 啓江
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto 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: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14036221/
• 关键词: 植物; シロイヌナズナ; シグナル伝達; サイトカイニン; His-Aspリン酸リレー; レスポンスレギュレーター; 転写因子; マイクロアレイ

本申請研究ではARR1およびARR2の標的遺伝子群を系統的に探索することを中心として、サイトカイニンによって引き起こされる作用が、どのような遺伝子の機能によってもたらされているのかを明らかにし、サイトカイニンの情報伝達におけるARR1およびARR2の役割の解明を目指した。ARR1の転写因子活性を誘導的に制御できる系(35S::ARR1ΔDDK::GR系)を用いてcDNAマイクロアレイ法により、ARR1の標的遺伝子の探索を行った。その結果、デキサメタゾンの添加により、転写レベルが変化する標的候補遺伝子群を得た。転写レベルの上昇が著しかった遺伝子の中にはAタイプのレスポンスレギュレーター遺伝子ARR5,ARR6,ARR7,ARR16,ARR17が含まれていた。この他にも、P450タンパク質およびZinc fingerタンパク質が有意に多く見いだされた。これらの候補がすべてARR1の標的遺伝子とは考えがたいが、Aタイプのレスポンスレギュレーター遺伝子が多数含まれていることから、ある程度の濃縮はかかっていると期待される。今度、これらが標的遺伝子であるかどうかを調べることによって、ARR1が関与するサイトカイニンシグナル伝達の概要が明らかにされると考えられる。また、arr1-1変異体は野生型に比べて、サイトカイニンに対する感受性は低下しているが、顕著な表現型の変化は観察されない。これにはARR1と配列相同性が高いARR2の関与が考えられた。そこでarr1-1、arr2-1の二重変異体を作成した。しかし、単一の変異体と比較して、顕著な表現型の変化は観察されなかった。wol、cre1-1変異体では、根の維管束の細胞列の数が減少し、師管、道管の分化が正常におこらない。ARR1がサイトカイニン受容体CRE1の下流で機能しているかどうかを調べるために、ARR1の転写因子活性を構成的にあるいは誘導的に制御できる系(CREp::ARR1ΔDDKおよびCREp::ARR1ΔDDK::GR)をwol、cre1-1変異体に導入した形質転換植物体を作成し、wol、cre1-1変異体の表現型をARR1がsuppressできるかどうか調べた。wol変異体にCREp::ARR1ΔDDKを導入した植物体では少なくとも根の伸長阻害の回復が観察された。

这项申请研究的重点是系统地搜索ARR1和ARR2的靶基因，并旨在阐明引起细胞分裂素引起的影响的基因的功能，并阐明ARR1和ARR2在细胞分裂素信息传播中的作用。使用cDNA微阵列搜索ARR1的靶基因，该系统使用诱导的系统来调节ARR1的转录因子活性（35S ::ARR1ΔDDK:: GR System）。结果，在添加地塞米松后改变了转录水平的一组目标候选基因。在转录水平显着增加的基因中，A型响应调节基因ARR5，ARR6，ARR7，ARR16和ARR17。发现其他在P450蛋白和锌指蛋白中更为丰富。所有这些候选者都不太可能是ARR1的靶基因，但是由于它们包含许多A型响应调节基因，因此可以预期会有一些富集。现在，通过检查这些是靶基因，人们认为将概述涉及ARR1的细胞分裂素信号传导。此外，尽管与野生型相比，ARR1-1突变体不太容易受到细胞分裂素的影响，但未观察到显着的表型变化。人们认为这涉及ARR2的参与，ARR2与ARR1具有很高的序列同源性。因此，创建了ARR1-1和ARR2-1的双突变体。但是，与单个突变体相比，未观察到明显的表型变化。在WOL和CRE1-1突变体中，根血管束中的细胞行数减少，而韧皮部和导管分化通常不会正常发生。为了研究细胞分裂素受体CRE1下游的ARR1功能是否创建了转化的植物，在该植物中，能够组成或诱导地控制ARR1的转录因子活性（CREP ::ARR1ΔDDK::ARR1ΔDDK::ARR1ΔDDK:: GR）的系统被引入WOL和CRE1-1-1-1-2至少在将crep ::arr1Δddk引入WOL突变体的植物中观察到了根部伸长抑制。

项目成果

Oka, A., Sakai H., Iwakoshi, S.: "His-Asp Phosphorelay siganal transduction in higher plants: receptors and regulators for cytokinin signaling in Arabidopsis thaliana"Genes & Genetic Sysstems. 77. 383-391 (2002)

Oka, A.、Sakai H.、Iwakoshi, S.：“高等植物中的 His-Asp 磷酸信号转导：拟南芥中细胞分裂素信号传导的受体和调节器”基因

岡 穆宏, 酒井啓江: "高等植物におけるHis-Aspリン酸リレー型シグナル伝達機構;シロイヌナズナの初期応答シグナル伝達"植物の生長調節. 37. 23-29 (2002)

Muhiro Oka，Keie Sakai：“高等植物中的 His-Asp 磷酸中继型信号转导机制；拟南芥中的早期响应信号转导”《植物生长调节》37. 23-29 (2002)。