高等植物における環境ストレス応答、耐性獲得に関する分子生物学的解析

点击翻译按钮获取中文摘要

アブシジン酸(ABA)は植物の乾燥ストレス応答に重要な働きを持つ。多くの植物では、乾燥ストレスにさらされた際にABAが大量に合成される。また、ABAは気孔の閉鎖に必須であり、蒸散を抑えて水分を維持する働きがある。ABAが細胞に作用することによって、遺伝子発現が誘導される。内生ABA量の調節は植物の乾燥耐性を決定する主要な要因の一つであるといえる。ABA合成の律速段階は、カロテノイドを開裂してC18骨格のキサントキシンを生じる反応であると考えられており、9-cis-エポキシカロテノイドジオキシゲナーゼ(NCED)によって触媒される。シロイヌナズナにはNCED遺伝子が5つ存在することがわかっており、その内の一つであるAtNCED3のみが乾燥ストレスによって発現が誘導される。さらに、nced3変異体では乾燥時のABA合成が抑制され、乾燥耐性も低下することから、AtNCED3が乾燥応答時のABA合成における主要な酵素であることが示された。本研究ではNCED3遺伝子の乾燥ストレスによる転写誘導の分子メカニズムを明らかにするためにNCED3遺伝子の転写誘導に関わるプロモーターの解析と制御に関わる転写因子の同定を進めた。プロモーター:GUSレポーターの遺伝子をシロイヌナズナに導入して乾燥による誘導に関わるプロモーター領域の解析を行なった。乾燥ストレスによる誘導に関わる領域を特定した。その領域には転写因子に特有の認識配列が見いだされた。また、公的なマイクロアレイ解析データベースを用いてNCED3遺伝子と発現の類似した発現プロファイルを持つ転写遺伝子をネットワーク解析により選択した。これらの転写因子を用いて、転写活性化の実験を進めた。さらに遺伝子破壊系統、発現抑制系統を用いて、NCED3遺伝子の発現解析を進めている。本研究では、成果の発表まで至らなかったが、その後の進展により論文での発表を準備している。