植物のイオウ吸収機構の分子遺伝学的解析

植物吸收硫机制的分子遗传学分析

基本信息

批准号：
05856009
负责人：
藤原徹
金额：
$ 0.51万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、分子遺伝学に有利なシロイヌナズナを用いて植物のイオウの吸収及びイオウ栄養に対する応答過程に関わる遺伝子を単離する目的で、イオウ吸収及びイオウ栄養に対する遺伝子発現応答性に関わる遺伝子、及び変異株を単離しようとするものである。まず、アカパンカビ変異株の解析より得られた単離された硫酸トランスポーター遺伝子(cys14)をプローブとして用いて、サザンハイブリダイゼーションによってシロイヌナズナに相同性の高い遺伝子が存在するかどうかを検定したところ、バックグラウンドに比べて強いシグナルを示す相同性の高い遺伝子は見つからなかった。同様の実験を酵母を用いて行なったところ、ある程度の相同性の認められるバンドが検出された。次に、イオウ吸収に関わる変異株の単離を試みた。シロイヌナズナ野生株を用いて、イオウの主要な吸収形態である硫酸のアナログであるセレン酸の毒性濃度を、有機体イオウの存在、非存在条件で検定し、エチルメタンスルホン酸によって変異原処理したシロイヌナズナM2世代を致死条件において選抜したが、明らかに変異株と思われるものは単離することができなかった。これはセレン酸の毒性が比較的低く毒性の発現機構が特異的な代謝産物によるものではなく、イオウ原子との置換が様々な有機物質に起こることによるために一つの遺伝子の変異によって耐性を示しにくいためではないかと考えられる。ダイズ種子貯蔵タンパク質の一つbeta-コングリシニンbetaサブユニットをコードする遺伝子はイオウ栄養に応じてその発現が制御されることが知られている。betaサブユニット遺伝子をペチュニア及びシロイヌナズナに導入するとダイズに於ける制御と同様のイオウ栄養に応じた発現制御を受け、この様な制御にはbetaサブユニット遺伝子プロモータが発現制御に重要であることが明らかにされている。betaサブユニット遺伝子プロモータを持つ形質転換シロイヌナズナをエチルメタンスルホン酸によって変異原処理し得られたM2植物を20、000株についてイオウ栄養に応じた遺伝子発現制御のできない変異株を検索したところ100株以上の変異株の候補が得られた。今後これらの株についての解析を行う予定である。

这项研究试图隔离参与硫吸收和硫营养和突变菌株的反应性的基因，目的是使用拟南芥中的植物中含有硫吸收和硫营养的反应性的基因，这对分子基因学有利。首先，使用从Acapan模具突变菌株分析获得的分离的硫酸盐转运蛋白基因（CYS14），我们测试了通过南部杂交与拟南芥具有高同源性的基因，并且没有发现与背景相比具有强信号的高同源性基因。使用酵母进行了类似的实验，并检测到具有一定程度同源的条带。接下来，我们试图分离硫吸收的突变菌株。使用拟南芥野生菌株，在存在和不存在生物硫的存在和不存在的硫酸的类似物中，硫酸的毒性浓度是硫酸的类似物，是硫酸的主要吸收形式，在有机体硫的存在和不存在的情况下，拟南芥的拟南芥M2代被用乙基硫酸诱变，但在致命的情况下被选择了，但不可能隔离。这被认为是因为硒酸相对较低，并且毒性表达机制不是由于特定的代谢物引起的，而是因为在各种有机物质中发生了用硫原子的取代，因此由于一个基因的突变而很难表现出抗性。众所周知，编码β-甘氨酸β亚基的基因是大豆种子储存蛋白之一，对响应硫营养素进行调节。当将β亚基基因引入矮牵牛和拟南芥中时，根据硫营养进行了表达控制，类似于大豆的表达控制，并且已经发现β亚基基因启动子对于这种对照的表达控制很重要。携带β亚基基因启动子的转化后拟南芥被诱变剂用乙基磺酸处理诱变剂，用于通过搜索无法根据硫营养和100多个突变株获得无法控制的突变菌株获得的20,000株M2植物菌株。我们计划将来分析这些菌株。