植物の生殖器分化、伸長生長の制御に関与する遺伝子のクローニングと機能の解析

• Project/Area Number: 07261203
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山根 久和 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授 (80090520)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000); Fiscal Year 1995: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
• Keywords: シダ植物 / Anemia phyllitidis / カルシウム依存性蛋白質リン酸化酵素(CDPK) / cDNA / キュウリ(Cucumss sativus) / ジベレリン / セリン・スレオニン蛋白質リン酸化酵素

Research Abstract

・フサシダ植物Anemia phyllitidisの原糸体からのCA^<2+>依存性プロテインキナーゼ(CDPK)遺伝子のクローニング:植物においてCA^<2+>は様々な生理現象に係わっており、いくつかの系においては、CDPKの関与が示されている。そこで、造精器誘導物質(antheridic acid)処理したA.phyllitidis原糸体より調製したcDNAを鋳型とし、既知のCDPKの保存領域に対応するプライマーを用いてPCRを行い、予想されるサイズ(約800bp)の増幅断片を得た。この断片の両端部分のシーケンスにより数種のCDPKの存在が示された。これらのクローンのうち、発現量の多いものについてORF全長を含むcDNAの塩基配列を決定した。現在、他のクローンについても塩基配列の決定を行っている。
・キュウリ胚軸の伸長生長の制御に関与する遺伝子の単離:セリン・スレオニンキナーゼの保存領域をプライマーとし、GA_4(キュウリに伸長生長を制御する活性型GA)処理・未処理のキュウリ胚軸部より調製したcDNAを鋳型としたPCRを行い、GA_4処理で転写発現が促進される遺伝子断片を単離した。その塩基配列を決定したところ、エンドウから同様の手法で光照射により発現が抑制される遺伝子として得られたPsPK3に相同性が認められた。クローン化されたPCR断片をプローブとしてORF全長を含むcDNAの単離、塩基配列の決定を行ってCsPK3と命名した。CsPK3のmRNAレベルは胚軸上部で最も高かったが、頂芽、根、胚軸下部の順に低くなり、子葉ではほとんど痕跡量程度であった。GA_4処理によるCsPK3mRNAの発現誘導は、胚軸上部、下部、及び頂芽において比較的強く認められた。また、オーキシン処理によりGA_4処理の場合より強くかつ短時間で誘導された。また、PsPK3と同様、暗所で徒長している植物体において高かったmRNAレベルは24時間の光照射により脱徒長した植物体において顕著に低下した。