サイトカイニン活性化機構の解明

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サイトカイニン(CK)活性化において、CKヌクレオチド体から活性型である塩基体へ変換させる活性をもつイネLOGと相同性の高いシロイヌナズナAtLOGs遺伝子について、生化学的な特徴付けを行った。real-time PCR解析及びプロモーター領域にGUS遺伝子を連結させた形質転換体を用いた解析を通して各AtLOGs遺伝子についての発現様式を明らかにした。一部の遺伝子は植物ホルモン添加により発現が顕著に上昇することを確認した。各AtLOGs遺伝子に緑色蛍光タンパク質であるGFP遺伝子を融合させたコンストラクトを作成し、シロイヌナズナ細胞に導入することによってAtLOGsタンパク質の細胞内局在性の特徴付けを行った。また、各AtLOGs遺伝子を過剰発現させたシロイヌナズナ形質転換体を作成し、その表現型、CK内生量に顕著な変化がみられることを確認した。一方、各AtLOGs遺伝子の内部あるいはその近傍にT-DNAが挿入された突然変異体を単離し、その表現型を観察した。植物体内で酵素活性を持っていると予想されるAtLOG1,2,3,4,5,7,8遺伝子についてそれぞれのT-DNA挿入突然変異体での発現が低下あるいは欠損していることを確認した。各T-DNA挿入突然変異体では表現型に顕著な異常がみられなかったため、各AtLOGs遺伝子は機能的な重複がみられることが考えられた。そこで、多重変異体を作成したところ、AtLOGs遺伝子の一部の組み合わせでの多重変異体において表現型に異常がみられた。以上の結果より、シロイヌナズナAtLOGs遺伝子は、植物体内において活性型サイトカイニン量を制御するための重要な鍵遺伝子であることが考えられた。