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土壌環境条件から根毛形態制御に至るシグナル伝達機構

从土壤环境条件到控制根毛形态的信号转导机制

基本信息

批准号：
20053010
负责人：
青山卓史
金额：
$ 2.18万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

PIP5K3は、シロイヌナズナにおいてホスファチジルイノシトール-4,5-ニリン酸を生成する酵素であるホスファチジルイノシトール4リン酸5キナーゼ(PIP5K)をコードする遺伝子の一つである。これまでの研究の結果、PIP5K3は根毛の伸長を正に制御することが判明している。今回、根における転写レベルでの発現が確認されたPIP5K2およびPIP5K4についても根毛伸長への関わりが解析された。まず、それらの遺伝子のプロモーター活性をGUSレポーター遺伝子により組織化学的に調べた結果、PIP5K4のプロモーターはPIP5K3のプロモーターと同様に根毛細胞列に選択的な活性が見られた。また、PIP5K2のプロモーターは根の表皮細胞で一様な弱い活性を示した。つぎにそれぞれのT-DNA挿入変異体を用い、根毛伸長についての遺伝学的な解析を行った。その結果、pip5k2、pip5k4ともに野生型株に比べて有意に根毛が短い表現型を示した。さらに、pip5k2pip5k3およびpip5k3pip5k4二重変異体ではpip5k3よりも激しい根毛伸長の抑制が見られた。このことはPIP5K2、PIP5K3およびPIP5K4が根毛伸長において重複的な機能を有することを示している。PLDζ2は、シロイヌナズナにおいてホスファチジン酸を生成する酵素であるボスホリパーゼD(PLD)をコードする遺伝子の一つであり、リン酸欠乏およびオーキシン処理によって転写レベルで発現の促進を受ける。PLDζ2の新たな生物学的機能を調べるために、PLDζ2プロモーターの詳しい組織化学的解析を行なった。その結果、通常生育条件下での根における主な発現組織は側方根冠細胞であること、その発現は乾燥処理、およびABAの添加により上昇することが明らかとなった。つぎに根冠における遺伝子機能の解析を行なった結果、変異体では重力屈性に対するABAの抑制効果が失われること、および根の水分屈性応答が遅延することが明らかになった。これらのことから、根端における乾燥ストレスがABAを介して根冠におけるPLDζ2の発現を上昇させ、その遺伝子機能として、重力屈性応答を抑制するとともに水分屈性応答を促進することが示唆された。

PIP5K3 enzymeであるホスファチジルイノシトール4リン acid 5キナーゼ (PIP5K) をコードする伝子の一つである. As a result of the research on PIP5K3, it is clear that the elongation of root hairs of PIP5K3 is controlled and controlled. This time, the root of the root hair is written as the root hair is elongated and the root hair is elongated and the root hair is elongated.まず、それらの缝子のプロモーターActivity をGUSレポーター缝子によりhistochemical results of にadjusted べた, P The activity of IP5K4 and PIP5K3 is the same as that of the root hair cell column.また、PIP5K2のプロモーターはroot epidermal cells are weak and active.つぎにそれぞれのT-DNA insertion allogeneic をい, root hair elongation についての缝学なanalytic を行った. The result of その, pip5k2, pip5k4 and the wild-type strain are shorter than べて and the root hairs are shorter and the phenotype is better.さらに, pip5k2pip5k3およびpip5k3pip5k4 double 変 variant ではpip5k3よりもirritationしいInhibition of root hair elongationが见られた.このことはPIP5K2, PIP5K3およびPIP5K4がroot hair elongationにおいて Repeated functionsを有することをshowsしている. PLDζ2は、シロイヌナズナにおいてホスファチジンAcid をGeneration enzyme であるボスホリパーゼD(PLD)をコードする伝子の一つであり、リン acid deficiency およびオーThe キシン handles the によって転writes the レベルで発appears to promote the ける. PLDζ2の新たなBiological Functionを Adjustmentべるために, PLDζ2プロモーターのDetailsしい Histochemical Analysisを行なった.そのResults, under normal growth conditions, でのroot におけるmain な発appears tissue は lateral root cap cells であること, その発成はdrying treatment, およびABAのadded によりrise することが明らかとなった.つぎにroot crown における伝子function のanalytic を行なった results, 変variant ではgravitational bending に対するAB A の inhibitory effect がわれること , およびの moisture yield 応が遅 extension することが明らかになった.これらのことから、root end dry ストレスがABAを Introduction してroot crown におけるPLDζ2の発appearsをriseさせ、その缝子 Function として、Gravity flexure resistance をInhibition するとともにMoisture flexure ぜrespond を Promotion することが Shows された.