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光屈性鍵化学物質に関する分子科学的研究

向光性关键化学物质的分子科学研究

基本信息

批准号：
18810008
负责人：
長谷川剛
金额：
$ 1.79万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18810008/
关键词：
光屈性 Bruinsma-Hasegawa説 raphanusanin DIMBOA MBOA 遺伝子発現細胞硬化光成長抑制

项目摘要

光屈性は高等植物の代表的な環境応答反応である。光屈性は光側組織の成長抑制のみによって引き起こされ、影側組織の成長は暗黒対照と変わらず、原因ではない。この光側組織の成長抑制は、青色光によってその生成が誘導される成長抑制物質(光屈性鍵化学物質)によって引き起こされる(Bruinsma-Hasegawa説、1990年)。この光屈性鍵化学物質として、ダイコン下胚軸からraphanusanin、トウモロコシ幼葉鞘からDIMBOAやMBOA、アベナ幼葉鞘からuridine、シロイヌナズナ下胚軸からIAN等を単離・同定してきた。光屈性鍵化学物質の作用機構を分子レベルから解明することを目的として、ダイコン下胚軸の光屈性鍵化学物質であるraphanusaninによって発現が誘導される遣伝子をディファレンシャルディスプレイ法を用いて探索した。その結果、Ra Al, Ra A2, Ra Bの3種類のクローンを単離することに成功した。これらの遺伝子はそれぞれA.thalianaのcop9(SCN3)、B.junceaのmyrosinase及びB.oleaceaeのエチレン結合因子の遺伝子と相同性が高いことが分かった。raphanusanin処理によるこれらの遺伝子の発現パターンは、青色光照射による光屈性における遺伝子発現パターンと一致していた。これらの遺伝子発現によって誘導されるダイコン下胚軸の成長抑制のメカニズムについて現在研究中である。トウモロコシ幼葉鞘の光屈性は光屈性鍵化学物質のDIMBOAやMBOAが光側組織で生成されることによって引き起こされる。光屈性刺激によってβ-glucosidaseの活性が高まり、不活性型のDIMBOA-glcから活性型のDIMBOAが切り出され、次いでMBOAが生成される。この生成系はβ-glucosidase阻害剤を処理した場合、光側組織におけるDIMBOAやMBOAの増量が抑制され、屈曲角が低下したことからも支持出来る。また、細胞の硬化に関与するH_2O_2の蓄積やリグニン化がDIMBOA処理や光屈性刺激によって誘導されることも明らかになった。

Light flexibility is the representative of higher plants. Photoflexibility is the cause of growth inhibition of light side tissues, and the cause of growth inhibition of shadow side tissues is the cause of dark side tissues. The growth inhibition of photo-side tissues is induced by the formation of photo-inhibiting substances (photo-binding chemicals)(Bruinsma-Hasegawa, 1990). These optically flexible chemical substances are isolated from hypocotyls, raphanusanin, DIMBOA, MBOA, uridine, IAN, etc. The mechanism of action of photoactive bonding chemicals is explored by molecular methods. As a result, Ra Al, Ra A2, Ra B are three types of products. A.thaliana cop9(SCN3), B.juncea myrosin and B.oleaceae have high similarity with each other. Raphanusanin treatment is a process of light irradiation, light irradiation, and light emission. The development and induction of hypocotyl are currently under study. The photoflexibility and photoflexibility of young leaf sheaths are related to the formation of photoside tissues such as DIMBOA and MBOA. The activity of β-glucosidase was higher than that of DIMBOA-glc, and the activity of DIMBOA was higher than that of DIMBOA. This is due to β-glucosidase inhibitor treatment, suppression of DIMBOA and MBOA increase in light side tissue, and low flexion angle. H_2O_2 accumulation and transformation are related to cell hardening and photoinduced by DIMBOA.