サイトカイニンを介した窒素養栄によるメバロン酸経路の代謝制御

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本研究では、生化学的及び分子生物学的手法を用いて、植物ホルモンの一種であるサイトカイニンによって発現の変動を受けるイネの遺伝子を網羅的に探索するとともに、タイプAに属する細胞質局在性のレスポンスレギュレーター(OsRR6)の生理機能も併せて明らかにすること目的とした。DNAマイクロアレイ解析により、サイトカイニン添加によって発現の変動をうけるイネ遺伝子を同定した。同定した遺伝子は、植物ホルモン代謝・情報伝達や、多量栄養素の輸送、タンパク質合成、転写制御に関わるタンパク質をコードするものなど、シロイヌナズナで得られている知見とほぼ一致していた。細胞質局在性のA型のOsRR6をイネカルスで過剰に発現させたところ、シュートの分化が著しく抑制されたことから、OsRR6はサイトカイニン情報伝達の負の制御因子であることが判明した。OsRR6を過剰に発現する組み換えイネ(OsRR6-ox)は、根の生育が著しく阻害され、また、頴果数が減少し穂が小さくなった。一方、OsRR6のリン酸転移にかかわる特定のアスパラギン酸残基をグルタミン酸残基に置換した変異RRを過剰に発現する組換えイネでは正常な生育が見られた。したがって、リン酸の受け渡しの有無が、上記の表現型を規定していると考えられた。OsRR6-oxはtz型のサイトカイニンの蓄積量が増加していた。OsRR6-oxではサイトカイニン酸化酵素CKX4,5の発現が低下していたが、このことが、OsRR6-oxにおけるtz型のサイトカイニン含量上昇に部分に関与していると推測された。