種子成熟と休眠に関わるアブシジン酸の生合成と作用機構の分子生物学的研究

植物ホルモンABAは、種子の成熟の成熟過程においてABAの量が増加し、種子の乾燥耐性獲得(休眠)に関与していることがこれまでの生理学的な研究により示されている。さらに、近年の分子遺伝学的研究よりABAの生合成系のネオザンチン開列酵素(NCED)をコードする遺伝子が単離されており、その酵素はABAの量を調節している律速酵素であることが示されている。我々は、ABA生合成の律速段階で働くNCED遺伝子を同定し、この遺伝子を詳細に解析する事を試みた。昨年度までに我々は、種子で発現しているネオザンチン開列酵素をコードする遺伝子AtNCED2遺伝子を同定し、この遺伝子が、種子の胚で発現することを明らかにした。そこで、本年度はこの遺伝子の破壊株の探索および解析を行った。AtNCED2遺伝子の破壊株についてはEckerらが作成しているSALK T-DNAタグラインの中に候補となる株が得られたので、その株を譲渡してもらい以後の解析に用いることにした。得られたAtNCED2破壊株を用いて種子の休眠の程度を調べた、その結果、野生株よりも若干休眠性が低下している結果が得られたが、これまでに知られているABA合成経路の酵素をコードする遺伝子の破壊株と比較すると明らかに休眠の程度が野生株に近い事が分かった。この事はAtNCED2破壊株として単離した破壊株が実際は破壊株ではないか、あるいは他の4つのNCED遺伝子が種子で発現している事が考えられた。そこで、種子でのNCEDの発現をノーザンブロット解析ではなく、RT-PCRで確認することにした。その結果、AtNCED2遺伝子以外にもAtNCED5,6,9の遺伝子についても発現が確認された。この結果はAtNCED2遺伝子の破壊株では休眠性に大きな影響を与えなかった結果と一致しており、種子ではいくつかのNCED遺伝子が発現することによりABAの量を調節して休眠性の程度を決定していることが示唆された。

植物ホルモンABAは、種子の成熟の成熟過程においてABAの量が増加し、種子の乾燥耐性獲得(休眠)に関与していることがこれまでの生理学的な研究により示されている。さらに、近年の分子遺伝学的研究よりABAの生合成系のネオザンチン開列酵素(NCED)をコードする遺伝子が単離されており、その酵素はABAの量を調節している律速酵素であることが示されている。我々は、ABA生合成の律速段階で働くNCED遺伝子を同定し、この遺伝子を詳細に解析する事を試みた。昨年度までに我々は、種子で発現しているネオザンチン開列酵素をコードする遺伝子AtNCED2遺伝子を同定し、この遺伝子が、種子の胚で発現することを明らかにした。そこで、本年度はこの遺伝子の破壊株の探索および解析を行った。AtNCED2遺伝子の破壊株についてはEckerらが作成しているSALK T-DNAタグラインの中に候補となる株が得られたので、その株を譲渡してもらい以後の解析に用いることにした。得られたAtNCED2破壊株を用いて種子の休眠の程度を調べた、その結果、野生株よりも若干休眠性が低下している結果が得られたが、これまでに知られているABA合成経路の酵素をコードする遺伝子の破壊株と比較すると明らかに休眠の程度が野生株に近い事が分かった。この事はAtNCED2破壊株として単離した破壊株が実際は破壊株ではないか、あるいは他の4つのNCED遺伝子が種子で発現している事が考えられた。そこで、種子でのNCEDの発現をノーザンブロット解析ではなく、RT-PCRで確認することにした。その結果、AtNCED2遺伝子以外にもAtNCED5,6,9の遺伝子についても発現が確認された。この結果はAtNCED2遺伝子の破壊株では休眠性に大きな影響を与えなかった結果と一致しており、種子ではいくつかのNCED遺伝子が発現することによりABAの量を調節して休眠性の程度を決定していることが示唆された。