イネにおけるストレス誘導性ペルオキシダーゼ遺伝子の発現誘導機構の解明

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高等植物のペルオキシダーゼは病傷害に対する自己防衛、リグニン・細胞壁の合成などに関する重要な機能をもつと考えられている。すでに、イネ(Oryza sativa L.cv.Nipponbare)より2種類のペルオキシダーゼcDNAsおよびそれらに対応する遺伝子断片(poxAおよびpoxNと命名)を単離し、それらの構造を解析した。Northern解析の結果、これらの遺伝子は根で恒常的に強く発現しているが、地上部では通常発現量が少なく、UV照射、傷害処理およびエテフォン処理によりそれらの発現が強く誘導されることが明らかとなった。これらの発現特性を分子レベルで明らかにするために、両遺伝子のプロモーター領域をそれぞれ5段階に削り込み、レポーターとしてβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子と融合させた遺伝子を作成した。これらを常法に従いタバコ葉に導入し、作製した形質転換タバコ葉のGUS活性を測定したが、健全形質転換体での活性は検出できなかった。そこで、形質転換タバコ葉にエテフォン、アブシジン酸処理、およびUV照射を与えたが、poxAプロモーターの翻訳開始点より上流111bpを用いUVを照射した場合を除いて、すべてGUS活性の上昇は認められなかった。これらの事実は、イネペルオキシダーゼ遺伝子のプロモーターが異種植物であるタバコではイネ本来の活性を持たないことを示唆し、さらに形質転換イネにおけるプロモーター領域の解析が必要とされる。一方、poxAプロモーターの翻訳開始点より上流111bpを用いUVを照射した場合、GUS活性はストレスを与えない場合の約8倍に上昇し、また、UV照射後に可視光を与えることで、さらに数倍に上昇した。したがって、poxAプロモーターの翻訳開始点より上流111bp以内にタバコ中でUVに応答するcis領域の存在が示唆される。今後は、cis領域を限定するとともに、形質転換イネを用いたプロモーター活性の解析を組織化学的に進める予定である。