乾燥応答性カルシウム結合タンパク質RD20の機能解析とその応用

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シロイヌナズナのストレス応答性遺伝子RD20は、カレオシンファミリーに属するカルシウム結合タンバク質をコードしている。カレオシンは種子の脂質貯蔵体として知られるオイルボディの構成因子として知られるが、RD20は種子では発現せず、乾燥・高塩濃度・ABA処理などのストレスに応答して植物体全体で高発現することから、ストレス応答に重要な役割を担うと考えられる。本研究では、RD20の生化学的および生物学的機能を明らかにすることを目的として、形質転換植物を用いた解析を行った。RD20ノックアウト変異体は、野生株と比べわずかに塩ストレスに対して感受性を示したものの、顕著な形質の変化は観察されず、他のストレス応答性カレオシンと機能重複していると考えられた。そこで、優性抑制効果を期待してRD20の各ドメインにアミノ酸置換変異を加えた変異型RD20を過剰発現させたところ、いくつかの変異体で稔性の低下などの形態変化が観察された。また、野生型のRD20過剰発現体は、対象植物と比較して形態的変化は観察されなかったが、糖などに対する応答が変化していた。糖のシグナルはABAやストレス応答と密接に関係していることから、RD20は糖シグナルを介したストレス応答経路に関与する可能性が示唆された。加えて、酵母ツーハイブリッド法によりRD20の相互作用因子を探索した結果、多数の候補遺伝子を得ることに成功した。