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定量的マクロイメージングを利用した新規Rubisco分解機構の分子遺伝学的解析

使用定量宏观成像对新型 Rubisco 降解机制进行分子遗传学分析

基本信息

批准号：
09J06184
负责人：
泉正範
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku 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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06184/
关键词：
Rubisco 葉緑体タンパク質分解老化 GFP 窒素リサイクルシロイヌナズナ植物

项目摘要

本研究では、GFPでラベルしたRubiscoを発現するシロイヌナズナ形質転換体を利用した定量的マクロイメージングにより、老化時にRubisco量が減少しない変異体「stay-Rubisco mutant」を単離し、原因遺伝子を同定することを目的としている。今年度は、これまで獲得したstay-Rubisco mutant候補系統に対し、SDS-PAGEによる葉内Rubisco量の定量、および葉の老化の指標となるクロロフィル含量の定量、とを行うことで詳細な表現型解析を行った。その結果、昨年度にRubisco分解が遅延することを確認していた2系統は、Rubisco分解特異的ではなく葉の老化全体が遅れている変異体であることが確認された。一方、未解析であったstay-Rubisco mutant候補系統の戻し交配F3世代において両定量解析を進めた結果、野生体の葉では成熟期の約25%までRubiscoが減少する老化期においても、Rubisco量が野生体の約2倍残存している系統を3系統、4.9倍残存している系統を1系統、新たに単離した。特に後者の1系統についてはクロロフィルの減少度合に比べてRubiscoの減少が明らかに遅延しており、Rubisco特異的に減少が抑制されている変異体であった。このような変異体が単離された例はこれまでなく、本研究において、Rubisco分解機構の解明における極めて重要な進展があったと言える。

In this study, we aim to quantify the presence of Rubisco, GFP, and the amount of Rubisco decreased with aging, including the separation of "stay-Rubisco mutant," and the identification of causal genes. This year, we obtained the candidate system of stay-Rubisco mutant, SDS-PAGE, quantitative analysis of Rubisco content in leaves, quantitative analysis of Rubisco content in leaves, and detailed phenotypic analysis. The results of Rubisco decomposition are confirmed by the analysis of Rubisco decomposition in the past two years. The results of quantitative analysis showed that the number of Rubisco in the mature leaves of wild plants was about 25% and the number of Rubisco in the mature leaves was about 2 times that of wild plants. The number of Rubisco in the mature leaves of wild plants was about 4 times that of wild plants. In particular, the reduction of Rubisco in the latter system is more than that in the former system. This study is an important progress in understanding Rubisco decomposition mechanism.