エチレン受容体遺伝子の転写調節機構の解明

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植物はエチレン生合成と感受性を調節して、エチレンの効果を調節している。従って、植物のエチレン生合成や感受性を解明し、それらが制御できれば諸形質の分子育種が可能になる。エチレン生合成は、先駆的研究によりその生合成経路や関連遺伝子が明らかになり、それらの遺伝子を使って生合成が制御できることも報告されている。一方、エチレン感受性は、シロイヌナズナ変異体を使った研究からエチレン受容体遺伝子と関連遺伝子が単離されている。本グループでは、メロンからエチレン受容体遺伝子(Cm-ERS1,Cm-ETR1)を単離した。解析の結果、これらの遺伝子がmRNA及びタンパク質レベルで発現制御を受けていること、その発現制御がエチレン感受性制御において重要な役割を果たしていることを示唆してきた。従って、エチレン受容体の発現調節機構を解明することが、エチレン感受性調節機構を解明する上で重要である。本年度は、前年度に引続いてCm-ERS1のプロモーター解析を行った。加えて、Cm-ETR1のプロモーターについてもシス領域の同定を試みた。以下の結果が得られた。1、Cm-ETR1のプロモーターの解析:中間報告の結果に従ってさらにCm-ERS1のプロモーター領域の-1500〜-1100、-1500〜-1000、-500〜-150と-400〜-150部分をPCRにより増幅し、それぞれにGUSもしくはGFP遺伝子に繋げて発現ベクターを構築した。これらをパーティクルガンによりタバコ或いはメロンの葉に打ち込み、プローモーター領域の活性を調べた。その結果、-1100〜-1000または-500〜-400間にシス領域があると考えられた。しかし、発現量の変化はコントロールに比べてわずかでシス領域による発現量の増加だと判断するには至らなかった。今後これらの領域とGUS遺伝子を植物に形質転換させ、安定した条件でさらに発現量の変化を検討するともにゲルモビリティーシフト法によるシス領域の絞り込みとone-hybrid法による転写調節因子の同定が必要である。2、Cm-ETR1プロモーターの解析:Cm-ERS1プロモーターと同様に欠失実験を行い、-300〜-260にシス領域があることが判明した。さらに、ゲルモビリティーシフト法を組み合わせた欠失実験により、シス領域を23塩基まで絞り込むことができた。データベース検索の結果、この領域には温度制御と光制御に関与するシス配列が存在した。ゲルモビリティーシフト法の結果、この領域に結合する2つの転写因子が発現しているこども明らかになった。現在、同定したシス領域をベイトにone-hybrid法による転写調節因子のスクリーニングを行っている。それにより、エチレン受容体遺伝子の転写調節因子が世界で初めて単離されるものと期待される。