環境ストレス時における植物の生長制御機構の解明

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植物の生長や収量は、乾燥、塩ストレス、低温といった環境ストレスにより、大きなダメージを受ける。マイクロアレイ解析により、ストレスを受けた植物では多くの遺伝子発現レベルが変化していることが明らかになっている。本研究では、ストレスによって発現レベルが上昇する遺伝子の中で、機能の解析が十分に進んでいないホメオドメイン・ロイシンジッパー(HDZip)タンパク質をコードするOshox24遺伝子とCCCH型Znフィンガータンパク質をコードするOsSCZF1、OsSCZF2遺伝子に着目して、発現ならびに機能解析を実施している。ノーザン解析とリアルタイム定量解析により、Oshox24遺伝子とOsSCZF1遺伝子は乾燥、塩に強く応答して発現し、OsSCZF2遺伝子は乾燥、低温に強く応答して発現することが明らかになった。GFP融合タンパク質を利用して細胞内局在部位を調べた結果、Oshox24とOsSCZF2は核に局在し、OsSCZF1は核と細胞膜に局在することが明らかになった。これら3種の遺伝子について過剰発現イネを作出し、ストレス耐性や成長への影響などの表現型を解析し、ストレス耐性試験を行った。その結果、Oshox24過剰発現イネでは塩ストレス耐性が、OsSCZF1過剰発現イネではイネ縞葉枯ウイルス(Rice Stripe Virus)に対する耐性が、OsSCZF2過剰発現イネでは乾燥耐性が向上していることが示された。以上のように、Oshox24、OsSCZF1、OsSCZF2遺伝子のストレス応答、細胞内局在、生育に与える影響、ストレス耐性に与える影響は大きく異なっていること、特にOsSCZF1は病害耐性に強く関わること、OsSCZF2は乾燥ストレス耐性に強く関わることを明らかにすることができた。