乾燥ストレス下でのサボテンギクのNADP-リンゴ酸酵素の発現調節に関する研究

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サボテンギクは、乾燥砂漠地帯に生育する耐乾性に優れた植物である。その耐乾性メカニズムの一つとして乾燥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酸素の一つであるNADP-リンゴ酸酵素(NADP-ME)に着目し、乾燥ストレス下での発現調節を明らかにする目的で行った。材料および方法: サボテンギクは水耕栽培し、水耕液のNaCl濃度を400mMに高めることによってCAM型光合成を発現させた。抗NADP-ME抗体は、CAM型サボテンギクの葉身より精製したNADP-MEを使って作製した。結果及び考察: 1.C_3型及びCAM型サボテンギクの葉身及び根よりNADP-MEを抽出し、デイビス法に従って電気泳動後、イムノブロットアナリシスを行ったところ、C_3型葉身のNADP-MEはCAM型の葉身及び根のものとは移動度が異なっていた。2.C_3型及びCAM型の葉身のNADP-MEのペプチドマップは類似し、二つのNADP-MEの一次構造は類似していることが分かった。3.抗NADP-ME抗体を使った免疫沈降反応及びELISAによってC_3型とCAM型のNADP-MEでは抗原性が異なることが示された。4.NADP-MEのcDNA断片をプローブとしたノーザンブロットアナリシス及びドットブロットアナリシスによって乾燥ストレスによるNADP-MEのmRNAの増加が認められた。以上の結果から、サボテンギクのNADP-MEはC_3型とCAM型のものが存在し、乾燥ストレスによってC_3型のNADP-MEは消失し、CAM型のNADP-MEが発現されることが明らかとなった。更に、乾燥ストレスによるNADP-MEの発現はmRNAのレベルで調節されていることが分かった。