気孔開口を調節する孔辺細胞のシグナル伝達機構の解明

植物の気孔を構成する孔辺細胞の細胞膜H+-ATPaseは、青色光を介したシグナル伝達によるC末端スレオニンのリン酸化によって活性化し、気孔開口の駆動力を形成することが示されている。このメカニズムを明らかにするため、孔辺細胞のH+-ATPaseのリン酸化を可視化、指標とするスクリーニングにおいて得られた、光照射下で孔辺細胞のH+-ATPaseのリン酸化レベルが低下した以下の2株に関する解析を行った。また、一次スクリーニングも継続中である。(#3-111)　より詳細な気孔開口の動態を明らかにするため、蒸散測定装置による気孔コンダクタンスの解析を行ったところ、この変異株の気孔コンダクタンスは青色光照射時の最初期は背景植物と同様に上昇し、その後は背景植物より先に減少に転じ、実増分は背景植物の約半分であった。また、H+-ATPaseのリン酸化レベルもこの結果に合致して、光照射後、一時的に上昇するものの背景植物と異なり維持されないことが示された。これらの結果を踏まえた条件で、ラフマッピングおよび次世代シーケンサーによる解析用のポピュレーションを集めている。(#10-2)　背景植物と比較して本葉の緑化が遅く、同時に播種した背景植物よりも植物体が小さくなる傾向にあり、蒸散測定など他の実験が困難であった。そこで、戻し交配のF2集団の解析を行ったところ、H+-ATPaseのリン酸化レベルの低下と本葉の緑化の遅延という2つの形質は独立して遺伝することが示された。現在、F2集団の中から本葉の表現型が背景植物と同様に戻り、かつH+-ATPaseのリン酸化レベルは低下しているとして選抜された株の内、それぞれのF3世代で表現型の確認が取れたものについて蒸散測定による気孔開口の初期応答の解析を進めており、その結果を踏まえて今後マッピング条件を検討する予定である。

植物の気孔を構成する孔辺細胞の細胞膜H+-ATPaseは、青色光を介したシグナル伝達によるC末端スレオニンのリン酸化によって活性化し、気孔開口の駆動力を形成することが示されている。このメカニズムを明らかにするため、孔辺細胞のH+-ATPaseのリン酸化を可視化、指標とするスクリーニングにおいて得られた、光照射下で孔辺細胞のH+-ATPaseのリン酸化レベルが低下した以下の2株に関する解析を行った。また、一次スクリーニングも継続中である。(#3-111)　より詳細な気孔開口の動態を明らかにするため、蒸散測定装置による気孔コンダクタンスの解析を行ったところ、この変異株の気孔コンダクタンスは青色光照射時の最初期は背景植物と同様に上昇し、その後は背景植物より先に減少に転じ、実増分は背景植物の約半分であった。また、H+-ATPaseのリン酸化レベルもこの結果に合致して、光照射後、一時的に上昇するものの背景植物と異なり維持されないことが示された。これらの結果を踏まえた条件で、ラフマッピングおよび次世代シーケンサーによる解析用のポピュレーションを集めている。(#10-2)　背景植物と比較して本葉の緑化が遅く、同時に播種した背景植物よりも植物体が小さくなる傾向にあり、蒸散測定など他の実験が困難であった。そこで、戻し交配のF2集団の解析を行ったところ、H+-ATPaseのリン酸化レベルの低下と本葉の緑化の遅延という2つの形質は独立して遺伝することが示された。現在、F2集団の中から本葉の表現型が背景植物と同様に戻り、かつH+-ATPaseのリン酸化レベルは低下しているとして選抜された株の内、それぞれのF3世代で表現型の確認が取れたものについて蒸散測定による気孔開口の初期応答の解析を進めており、その結果を踏まえて今後マッピング条件を検討する予定である。