植物水チャネルとCa^<2+>輸送システムの細胞・器官特異性と多細胞系構築

植物水通道和Ca^<2+>运输系统的细胞/器官特异性和多细胞系统构建

• 批准号: 13017209
• 负责人: 前島 正義
• 金额: $ 1.92万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13017209/
• 关键词: 液胞膜; Ca^<2+>; H^+対向輸送体; Ca^<2+>結合タンパク質; 水チャネル; 組織特異性; 植物ホルモン

(1)液胞膜Ca^<2+>/H^+対向輸送体と液胞膜Ca^<2+>結合タンパク質の器官特異性液胞へのCa^<2+>集積は植物細胞普遍的な現象と考えられるが、この機能を支える分子のいくつかは明瞭な器官特異性を示すことが明らかになった。今年度、液胞膜Ca^<2+>/H^+対向輸送体を対象に、イネから3種のcDNA(OsCAX1、OsCAX2、OsCX3)を単離し、Ca^<2+>輸送活性を酵母発現系で確認した。このうちCa^<2+>選択性の高いOsCAX1についてイネの根と葉でタンパク質量を比べると、葉で顕著に多く、しかも光照射で酵素量が減少した。液胞へのCa^<2+>集積システムが器官により異なるものと推定している。一方、ダイコンでは、液胞のCa^<2+>結合タンパク質(RVCaB45)の解析を進めた。このタンパク質は1分子あたり19個のCa^<2+>を結合する。ダイコンをCa^<2+>十分な条件で生育するとRVCaB45発現量が抑制され、Ca^<2+>を欠く条件では発現が著しく誘導されることを見出した。RVCaB45は根、塊根での発現量が多く、葉ではほとんど検出されない。このことも液胞へのCa^<2+>集積機構が器官により異なることを示している。(2)液胞膜、細胞膜水チャネルの植物ホルモン応答性 水チャネルの役割は、組織生長時にみられる細胞内、液胞内への水の取込み、浸透圧調節に関わる自由な水の輸送、細胞を横断する組織全体での水の流れの確保である。対象としているダイコンには細胞膜水チャネルとして2グループ(PAQ1型、PAQ2型)があり、水チャネル蓄積の細胞特異性(細胞膜水チャネルでは、実生根の中心柱と内皮、生長塊根では篩部で高発現)と水ストレスおよび植物ホルモンへの応答性(PAQ2型分子種のみが変動)を明らかにした。液胞膜型はとちらかといえば、恒常的にどの組織でも一定レベル以上発現した。以上のように水チャネルが、構成的発現グループと、環境応答型グループに2分されることを見出した。

(1) the vacuole membrane Ca ^ ^ < > 2 + / H + to conveying body と seaborne liquid membrane Ca ^ 2 + < > combination タ ン パ ク qualitative の organ specificity of vacuole へ の Ca ^ 2 + < > set product は plant cells generally な phenomenon と exam え ら れ る が, こ の function with を え る molecular の い く つ か は clear な organ specificity を shown す こ と が Ming ら か に な っ た. This year, the occurrence of を yeast activity for the を単 and Ca^<2+>/H^+ transport of three types of cDNA(OsCAX1, OsCAX2, OsCX3)を単 from <s:1> and Ca^<2+> was confirmed by で. こ の う ち Ca ^ 2 + < > sentaku の high い OsCAX1 に つ い て イ ネ の root と leaves で タ ン パ ク quality を than べ る と, leaf で 顕 に く more, し か も light で enzyme decrease が し た. Intracellular fluid へ <s:1> Ca^<2+> accumulates システムが organ によ <s:1> abnormal なる <s:1> と と と presumes て て る る. One side, ダ ダ コ で で で めた, the cytoplasmic <s:1> Ca^<2+> combines with the タ <e:1> パ of the granular matter (RVCaB45) <s:1> to analyze を into めた. <s:1> タ タ パ パ of the duroid パ 1 molecule あた あた 19 <s:1> Ca^<2+>を binding する. ダ イ コ ン を Ca ^ 2 + < > very な family conditions で す る と RVCaB45 発 now quantity が inhibit さ れ, Ca ^ 2 + < > を owe く conditions で は 発 が now the し く induced さ れ る こ と を shows し た. The number of <s:1> roots and tubers of RVCaB45 is が, and the number of く leaves is で, ほとん and <s:1> 検. <s:1> <s:1> と fluid cells へ <s:1> Ca^<2+> accumulation mechanism が organ によ <s:1> difference なる とを とを show て て る る る. (2) the vacuole membrane, membrane water チ ャ ネ ル の plant ホ ル モ ン 応 a sexual water チ ャ ネ ル の battle when cutting は, tissue growth に み ら れ る cells, liquid intracellular へ の water の take 込 み, soak 圧 regulating に masato わ る の free な water transport, cell を transection す る organizes all で の water flows の れ の ensure で あ る. Like と seaborne し て い る ダ イ コ ン に は membrane water チ ャ ネ ル と し て 2 グ ル ー プ (PAQ1, PAQ2) が あ り, water チ ャ ネ ル accumulation の cell specificity (membrane water チ ャ ネ ル で は, be rooting の center column と endothelial growth root で は phloem で 発 now) と water ス ト レ ス お よ び plant ホ ル モ ン へ の 応 answer sex (PAQ2 Type molecule species みが change を Ming ら に に た. The liquid cell membrane type とちら とちら と とちら えば えば えば and the constant に <e:1> <s:1> <s:1> tissue で で must have a た above レベ レベ. Above の よ う に water チ ャ ネ ル が, composition of 発 now グ ル ー プ と type, environment 応 answer グ ル ー プ に 2 points さ れ る こ と を shows し た.

项目成果

前島正義: "ストレスの植物生化学・分子生物学-熱帯性イモ類を中心として-"学会出版センター. 218-224(308) (2001)

Masayoshi Maejima：“胁迫的植物生物化学和分子生物学 - 聚焦热带块茎 -”学会出版中心 218-224(308) (2001)。

Suga, S.: "Specificity of the accumulation of mRNAs and proteins of the plasma membrane and tonoplast aquaporins in radish organs"Planta. 212. 294-304 (2001)

Suga, S.：“萝卜器官中质膜和液泡膜水通道蛋白的 mRNA 和蛋白质积累的特异性”Planta。

Ikeda, M.: "Expression of V-ATPase proteolipid subunit of Acetabularia acetabularia acetabulum in a VMA3-deficient strain of Saccharomyces cerevisiae and its complementation study"European Journal of Biochemistry. 268. 6097-6104 (2001)

Ikeda, M.：“Acetabularia acetabularia acetabulum 在 VMA3 缺陷型酿酒酵母菌株中的表达及其互补研究”《欧洲生物化学杂志》。

Nakanishi, Y.: "Mutagenic analysis of functional residues in putative substrate binding site and acidic domains of vacuolar H^+-pyrophosphatase"Journal of Biological Chemistry. 276. 7654-7660 (2001)

Nakanishi，Y.：“液泡H 2 -焦磷酸酶的推定底物结合位点和酸性结构域中的功能残基的诱变分析”生物化学杂志。

前島正義: "活性酸素の抑制にはたらく植物のシアン耐性呼吸"化学と生物. 39. 323-325 (2001)

Masayoshi Maejima：“植物中抑制活性氧的抗氰化物呼吸”，化学与生物学，39. 323-325 (2001)。