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活性酸素による高温障害の分子機構の解明

活性氧引起高温损伤的分子机制的阐明

基本信息

批准号：
09J05457
负责人：
廣岡俊亮
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Chiba University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は高温耐性植物の作出と高温ストレス条件下で発生する活性酸素の分子標的を明らかにすることであった。これまでに、高温環境に生息するシゾンの活性酸素除去酵素CmstAPXをシロイヌナズナに導入する事により、高温耐性を強化する事に成功している(Hirooka et al.2009)。そこで、本年度の目標を高温条件下で発生する活性酸素の分子標的を明らかにする事とした。高温条件では葉緑体分化が著しく阻害されることから、活性酸素の分子標的として葉緑体分化に関わる因子が候補となった。そして、候補因子として色素体ゲノムの転写を司るPEP(plastid-encoded plastid RNA polymerase)の転写調節因子であるシグマ因子に着目した。シロイヌナズナには6種類のシグマ因子が存在することが明らかになっており、これらの内SIG2とSIG6の欠損株において葉緑体分化の異常を示す子葉の黄化が観察されていた。そこで本研究では葉緑体分化の初期の光合成関連遺伝子の転写を行うと考えられているSIG6に着目し研究を行った。まず、詳細な表現型を観察したところ、これまでに明らかになっていた子葉段階での葉の黄化に加え、新出葉の基部においてもSIG6欠損の影響と考えられる黄化が観察された。相補性試験の結果、子葉と新出葉の基部は緑化したため、これらの表現型はSIG6欠損に由来する事が明らかになった。続いて、SIG6の発現組織の解析をプロモーターGUS法を用いて行った。すると、子葉と新出葉において強い発現が観察された。この結果は表現型と同様にSIG6が葉緑体分化の初期に機能していることを示唆している。また、SIG6欠損株においては高温ストレス条件下において葉緑体分化阻害が起因と考えられる葉の黄化が野生型と比較し顕著に観察された。このことから、SIG6が通常条件・高温条件下の両方で葉緑体分化を正常に行う為に重要な役割を果たしていることが明かになった。

High-temperature corrosion-resistant plant purpose の this study はの make と high-temperature ストレス conditions で発 raw する acid active element の molecular mark を Ming らかにすることであった. これまでに, high temperature environment に interest-bearing するシゾンの active acid, removing the enzyme CmstAPX をシロイヌナズナに import する matter により, high-temperature corrosion-resistant を strengthening する matter に success している (Hirooka et al. 2009). そこをで, this year's の target under the condition of high temperature で発 raw する acid active element の molecular mark を Ming らかにする matter とした. High temperature conditions ではが the chloroplast differentiation しく resistance against されることから, active acid の molecular mark として chloroplast differentiation に masato わる factor が alternate となった. そして, alternate factor として chromatophore ゲノムの planning write を department る PEP (plastid - encoded plastid RNA polymerase) の planning write adjustment factor であるシグマ factor に with mesh した. シロイヌナズナには 6 kinds のシグマ factors がすることが Ming らかになっており, これらの within SIG2 と SIG6 の owe damage strain において abnormal chloroplast differentiation のをす in cotyledon の etiolation が観 examine されていた. そこで this study では chloroplast differentiation のの early photosynthetic masato even heritage 伝 son の line planning write をうと exam えられている SIG6 に the mesh line し research をった. まず, detailed な phenotype を観 examine したところ, これまでに Ming らかになっていた cotyledon Duan Jie での leaf の etiolation にえ, new の basal においても SIG6 owe loss の influence と exam えられる etiolation が観 examine された. Fill phase sex test の results, cotyledon と new の basal は greening したため, これらの phenotype は SIG6 owe loss に origin する matter が Ming らかになった. Youdaoplaceholder0 てて, SIG6 occurrence organization <e:1> analysis をプロモタタった GUS method を uses the てて line ったった. Youdaoplaceholder0, cotyledons と, newly emerged leaves におてて, strong すると occurrence が観 observation された. この results は phenotype と with others に SIG6 が chloroplast differentiation function of early のにしていることを in stopping している. また, SIG6 owe damage strain においては high-temperature ストレス conditions において chloroplast differentiation resistance against が cause と exam えられのる leaves yellowing が wild-type と compare し顕 the に観 examine された. このことから, SIG6 が condition, usually under the condition of high temperature の struck で chloroplast differentiation を normal line にう by に important な "を cut fruit たしていることが Ming かになった.