水稲老化葉からの窒素転流に関与するアンモニア同化系酵素群の分子生物学的研究

Research Project

Project/Area Number	03640563
Research Category	Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
Allocation Type	Single-year Grants
Research Field	植物生理学
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	山谷知行東北大学, 農学部, 助教授 (30144778)
Project Period (FY)	1991
Project Status	Completed (Fiscal Year 1991)
Budget Amount *help	¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000) Fiscal Year 1991: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Keywords	水稲老化葉 / 窒素転流 / アンモニア同化酵素 / グルタミン合成酵素 / グルタミン酸合成酵素 / 遺伝子発現 / 分子生物学
Research Abstract	本研究では、イネ老化葉における細胞質型グルタミン合成酵素(GS1)と窒素転流先でのNADH依存性グルタミン酸合成酵素(GOGAT)に着目し、イネの窒素転流におけるこれらの役割を、分子生物学的手法を用いて解明することを目的とし、以下の成果を得た。 1.イネ老化葉におけるGS1ー1)イネ着生葉の老化に伴うGS1ポリペプチドの単葉内分布変化を、葉緑体GS(GS2)・FdーGOGAT・Rubisco・グルタミン酸脱水素酵素(NADHーGDH)ポリペプチドの分布と、それぞれ特異抗体を用いた免疫学的手法で比較した。その結果、GS1ポリペプチドは葉身の中央部に多く、その含量は老化後期でも大きな変化を示さず、先端部に多く存在し、老化に伴って著減する他の酵素タンパク質とは異なっていた。また、GS1mRNAは、葉身各部位において、老化に伴い微増していることが明かとなった。2)Tissue Print Immunoblot法によるGS1・GS2タンパク質のイネ葉組織内分布を検討した結果、GS1は維管束系に局在しており、葉肉細胞に局在していたGS2・FdーGOGAT・NADHーGOGATとは全く異なっていた。以上の結果は、GS1が老化葉でのGluからGluへの変換を担っていることを強く示唆しており、その成果をPlant Physiol.に投稿した。 2.生長中の組織におけるNADHーGOGATー1)窒素の転流先において、GluからGluへの変換を担う可能性のあるNADHーGOGATを、世界に先駆けて生成し、その特異抗体を得た。2)この抗体を用いて、NADHーGOGATポリペプチド含量及びその活性が、イネ葉身の葉鞘に包まれた未展開葉身及び3)穂において、高いことが明かとなった。以上の結果は上記の可能性を強く示唆し、その成果を1)はPlant Physiol.に投稿し、現在印刷中である。また、2)と3)については現在投稿準備中である。