葉緑体と核のクロストークに関わるプラスチドシグナル伝達系の解析

本研究は、シロイヌナズナgun突然変異体を、遺伝学的・分子生物学的に解析する事により、葉緑体から核への情報伝達経路を解明することを目的としている。昨年度までに、GUN5遺伝子をクローニングし、それがMg-chelataseのHサブユニット(ChlH)をコードすることを明らかにした。これは、Mg-chelataseとその基質/産物がプラスチドシグナルの伝達に重要な役割を果たすことを示す結果である。また、Mg-chelataseの別のサブユニット(ChlI)の突然変異体であるcsがgun表現型を示さないことから、サブユニット間でプラスチドシグナルの伝達において異なる役割を持つことが示唆された。以上の結果を受けて、本年度は以下の課題について研究を進めた。1)プラスチドシグナル伝達におけるMg-chelataseサブユニットの役割を調べる。オオムギのxantha-f、xantha-g、およびxantha-h変異体(それぞれ、Mg-chelataseのchlH、chlD、chlI変異体に相当)について調べたところ、いずれの変異体においてもgun表現型は見られなかった。単子葉植物であるオオムギでは、プラスチドシグナルの伝達様式が異なるのかもしれない。2)プラスチドファクターとしてのクロロフィル中間体の検討。クロロフィル中間体を植物個体に投与し、CAB遺伝子の発現への影響を調べたが、明らかな効果は見られなかった。3)gun変異体の高感度スクリーニング系の検討。CAB2プロモーター-Lucレポーター系について、ノルフラゾン処理によるプラスチド光酸化への応答を検討した結果、このレポーター系がノルフラゾン処理に応答し、gun変異体のスクリーニングに利用できることが分かった。現在、このラインを突然変異処理し、スクリーニングの準備を進めている。

本研究は、シロイヌナズナgun突然変異体を、遺伝学的・分子生物学的に解析する事により、葉緑体から核への情報伝達経路を解明することを目的としている。昨年度までに、GUN5遺伝子をクローニングし、それがMg-chelataseのHサブユニット(ChlH)をコードすることを明らかにした。これは、Mg-chelataseとその基質/産物がプラスチドシグナルの伝達に重要な役割を果たすことを示す結果である。また、Mg-chelataseの別のサブユニット(ChlI)の突然変異体であるcsがgun表現型を示さないことから、サブユニット間でプラスチドシグナルの伝達において異なる役割を持つことが示唆された。以上の結果を受けて、本年度は以下の課題について研究を進めた。1)プラスチドシグナル伝達におけるMg-chelataseサブユニットの役割を調べる。オオムギのxantha-f、xantha-g、およびxantha-h変異体(それぞれ、Mg-chelataseのchlH、chlD、chlI変異体に相当)について調べたところ、いずれの変異体においてもgun表現型は見られなかった。単子葉植物であるオオムギでは、プラスチドシグナルの伝達様式が異なるのかもしれない。2)プラスチドファクターとしてのクロロフィル中間体の検討。クロロフィル中間体を植物個体に投与し、CAB遺伝子の発現への影響を調べたが、明らかな効果は見られなかった。3)gun変異体の高感度スクリーニング系の検討。CAB2プロモーター-Lucレポーター系について、ノルフラゾン処理によるプラスチド光酸化への応答を検討した結果、このレポーター系がノルフラゾン処理に応答し、gun変異体のスクリーニングに利用できることが分かった。現在、このラインを突然変異処理し、スクリーニングの準備を進めている。