植物における複合環境ストレスの相互作用と耐性機構の解明

阐明植物复杂环境胁迫的相互作用和耐受机制

• 批准号: 02J10211
• 负责人: 鈴木 真吾
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The Graduate University for Advanced Studies
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10211/
• 关键词: 環境ストレス; リン酸欠乏; 二成分制御系; DNAマイクロアレイ; シス配列; 強光ストレス; 塩ストレス; 損傷誘導; 修復阻害; シロイヌナズナ; 光化学系II複合体

環境ストレスは植物の分布、生産性を厳密に制限する主要因であり、環境ストレスに対する耐性機構の解明および環境ストレス耐性植物の作製は、環境問題や食糧生産問題の解決の糸口として非常に期待されている。これまでにも世界中の科学者により、塩、乾燥、低温、高温、強光などの環境ストレスの作用機構および耐性機構が解析され、その成果に基づいた様々な環境ストレス耐性植物が作製されている。しかしながら、農業生産を考える上で非常に重要な栄養塩の枯渇に対する植物の応答機構および感知機構については未だ不明な点が多い。よって本年度は、栄養塩のなかでも光合成を維持するために重要なリン酸に焦点をあて、植物と同様の酸素発生型光合成をおこなうラン藻をモデル生物として、そのリン酸欠乏応答およびその感知機構である二成分制御系に関する研究をとりおこなった。DNAマイクロアレイを用いてリン酸欠乏応答性遺伝子の網羅的解析を行ったところ、リン酸欠乏誘導性遺伝子として27遺伝子を、また抑制性遺伝子として18遺伝子をそれぞれ同定することができた。さらにそれらの遺伝子の発現応答には時間差があることを解明し、リン酸欠乏への適応はリン酸取込みの活性化から始まることが判明した。次にリン酸欠乏応答性遺伝子に対するSphSおよびSphRからなる二成分制御系の影響を解析するために、SphS、SphR欠損株を同様のリン酸欠乏条件下において解析したところ、この二成分制御系が唯一のリン酸欠乏誘導性遺伝子の制御系であることが判明した。さらに、それらの遺伝子の上流域に存在し、SphRが認識するシス配列として、PyTTAAPyPy(T/A)からなる繰り返し配列を同定した。現在、高等植物におけるリン酸の感知機構については全く解明されていない。したがって、本研究は植物のリン酸欠乏に対する適応機構を解明するにあたり有用な知見となりうると考えられる。

The distribution of environmental protection plants, the main factors of productivity restrictions, and the interpretation of environmental protection institutions The production of environmentally resistant plants and the solution to environmental problems and food production problems are very much anticipated.これまでにもScientist in the world により, drying, low temperature, high temperature, strong light などのenvironment ストレスのaction mechanismおよびresistant mechanism がanalytic され, そのachievement にbase づいた様々なenvironmental ストレスresistant plant が されている.しかしながら、Agricultural production test is very importantする Plant の応respond Mechanism および Perception Mechanism については不だUnknownなPointが多い.よってThis year's は, 栄nurturing 塩のなかでもphotosynthetic をmaintenance するためにimportant なリンacid にfocus をあて, plant と同様の acid element growth type photosynthesis をおこなうランをモデルbiotic として, そのリン acid deficiency 応 Answer およびそのPerception mechanismであるtwo-component control systemに关する Researchをとりおこなった. Analysis of DNA マイクロアレイを using いてリン acid deficiency and いてリン acid deficiency responsiveness syndrome Sexual legacy 伝子 として 27 legacy 伝子 を, また suppressed sexual legacy 伝子 として 18 legacy 伝子 をそれぞれ同定することができた. It's time difference The lack of への はリン acid takes the 込みのactivationから开まることがdeterminationした. SphS, SphS and SphR deficiency strainsを同様のリンにおいてanalyticsしたところ、このtwo-component control under acid deficiency conditions It is the only one that can control the acid deficiency and induce the residual disease.さらに、それらの缝子の上流 Basinにexistingし、SphRがKnowledgeするシス配arrayとして、PyTTAAPyPy(T/A)からなる缲り returned to the same arrangement を同定した. Now, the sensing mechanism of higher plants is clear and clear.したがって, this study is based on the plant のリン acid deficiency に対するsuitable body を Explain するにあたり useful な知见 となり うると考えられる.