塩生植物アイスプラントの塩ストレスに伴う光合成変換機構の解明

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平成17度は平成16年度に見出した光合成変換に対する活極酸素の影響及びCAM化関連遺伝子の転写制御について検討した.得られた成果は以下のとおりである.1)CAM化に及ぼす活性酸素の影響.ストレス環境下で発生するとされる活性酸素がアイスプラントのCAM化に及ぼす影響を明らかにするために,塩ストレス処理前後の個体について,活性酸素種の含量,CAM化関連遺伝子,及び活性酸素消去関連遺伝子の発現量等を測定した.また塩処理とあわせて過酸化水素消去剤のPyrrolidine Dithiocarbamate,スーパーオキシドジスムターゼ活性阻害剤のDietthyldithiocarbonate,及びグルタチオン合成阻害剤のL-buthionine-S, R-sulfoximineを葉身に施してCAM化程度の変動を調べた.その結果,括性酸素によつてCAM関連遺伝子の発現が誘導されること,また過酸化水素とグルタチオンの含量に閾値が存在し,葉身内における両者の総量が一定量を超えたときにCAM関連遺伝子が誘導されるこどを明らかにした.2)CAMの誘導に関わる転写調節領域の解析.CAMの発現調節機構を転写レベルで解析するために,CAMの日変化を制御するPEPCキナーゼ遺伝子(Ppck)の転写調節領域をTAIL-PCR法によりクローニングし,転写開始点上流約2300塩基対を単離することができた.構造解析の結果,単離したPpckの転写開始点上流にはアブシジン酸,エチレン及びNaClに対する応答反応,及び概日リズムに関与するシス因子が含まれていることが明らかになった.さらにレポーター遺伝子の一過性発現解析によって,この領域がPpckの転写を制御するプロモーター活性をもつこと,及びその活性の大小がCAMの日変化パターンど一致することを示した.以上のように今年度は当初の計画どおり研究を進展きせることができた.