コムギとイネの種子胚発芽時におけるミトコンドリアバイオジェネシスの比較解析

小麦和水稻种子胚萌发过程中线粒体生物发生的比较分析

基本信息

批准号：
05F05187
负责人：
中村千春
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

急激な呼吸鎖の発達を伴う種子胚の発芽過程は、植物ミトコンドリアの構造と機能の発達過程(ミトコンドリアバイオジェネシス)を解析する格好の対象であり、低温、低酸素分圧などの環境ストレス下での発芽および幼苗の生育など農業上重要な解析対象形質である。本研究の目標は、コムギを材料に、種子胚の発芽過程におけるミトコンドリアバイオジェネシスを、ミトコンドリア電子伝達系を構成する遺伝子群とそれらがコードするタンパク質群の発現動態から明らかにすることである。特に、シアン耐性酸化酵素であるオールタナティブオキシダーゼ(AOX)の役割を低温及び湛水ストレス下で検証し、AOXの発現制御に関わる核とミトコンドリア間の情報伝達機構を明らかにする。1)tDNAとrDNAを除くミトコンドリアの全遺伝子群とORFをブロッとしたミトコンドリアマクロアレイを作成し、ミトコンドリア転写産物測定の精度をリアルタイムPCRで検証した。2)ミトコンドリアマクロアレイを用いて、ミトコンドリア遺伝子群の転写産物量の発芽に伴う変動を測定した。特に、チトクローム鎖が阻害された条件では、AOX転写産物量が大きく増加することを明らかにした。2)ミトコンドリア電子伝達系に属する酵素群の量的変動をウエスタンブロティングにより測定した、チトクローム鎖が阻害された条件下でのAOX量の増加を検証した。3)ミトコンドリアマクロアレイとウエスタンブロティングにより、発芽過程の低温、乾燥、塩ストレスがミトコンドリアバイオジェネシスに与える効果を解析し、ストレスへの反応が遺伝子特異的であることを明らかにした。

种子胚胎的发芽过程伴随着呼吸链的快速发展，是分析植物线粒体结构和功能的发育过程（线粒体生物发生），并且是农业的重要分析性状，例如在低温和低温氧气压力和低氧气压力和低氧气中的环境压力下发芽。这项研究的目的是从组成线粒体电子传输系统及其编码的蛋白质的基因的表达动力学来阐明种子胚胎在种子胚胎发芽期间的线粒体生物发生。特别是，在低温和洪水应力下验证了抗氰基氧化酶（AOX）的作用，并且揭示了核和线粒体之间信号传导在控制AOX表达中的作用。 1）使用所有线粒体基因组和线粒体ORF的斑点（不包括tDNA和rDNA）的ORF创建了线粒体大阵列，并使用实时PCR验证了线粒体转录测量的准确性。 2）使用线粒体宏观阵列，测量了线粒体基因组中转录本量的发芽相关变化。特别是，在抑制细胞色素链的条件下，AOX转录本的量显着增加。 2）我们研究了抑制细胞色素链的条件下的AOX量增加，因为通过蛋白质印迹测量了属于线粒体电子传输系统的酶组的定量变化。 3）线粒体大型阵列和蛋白质印迹分析了发芽过程中低温，干燥和盐应激对线粒体生物发生的影响，表明对胁迫的反应是基因特异性的。

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Mitochondrial biogenesis as revealed by mitochondrial transcript profiles during germination and early seedling growth in wheat

小麦发芽和早期幼苗生长过程中线粒体转录谱揭示的线粒体生物发生

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Genes and Genetic Systems 82
影响因子：
0
作者：
Khaman;S.M.;Naydenov;N.G.;et. al.
通讯作者：
et. al.

Expression profiles of respiratory components associated with mitochondrial biogenesis during germination and seedling growth under normal and restricted conditions in wheat

正常和限制条件下小麦发芽和幼苗生长过程中与线粒体生物发生相关的呼吸成分的表达谱

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Genes and Genetic Systems 83
影响因子：
0
作者：
Naydenov;N.G.;Khanam;S.M.;et. al.
通讯作者：
et. al.

Overexpression of wheat alternative oxidase gene Waoxla alters respiration capacity and response to reactive oxygen species under low temperature in transgenic Arabidopsis

小麦替代氧化酶基因 Waoxla 的过度表达改变转基因拟南芥低温下的呼吸能力和对活性氧的反应

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Genes and Genetic Systems 81
影响因子：
0
作者：
C.Egawa;F.Kobayashi;M.Ishibashi;T.Nakamura;C.Nakamura;S.Takumi;Chikako Egawa;Atsushi Sugie
通讯作者：
Atsushi Sugie