腋芽の休眠機構に関与する因子の解析

• Project/Area Number: 17770032
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 植物生理・分子
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 佐藤 佐江 (志水 佐江) 名大, 生命農学研究科, 研究員 (90397472)
• Project Period (FY): 2005 – 2007
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2007)
• Budget Amount: ¥4,226,000 (Direct Cost: ¥4,226,000); Fiscal Year 2007: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2006: ¥626,000 (Direct Cost: ¥626,000); Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: 腋芽 / エンドウ / オーキシン / 休眠 / 頂芽優勢 / 定量的RT-PCR / FAD binding domain protein / lipoxygenase

Research Abstract

RNA subtraction法を用いたこれまでの解析により、腋芽が休眠していく過程で機能する遺伝子の候補としてFAD binding domain proteinとlipoxygenaseとを同定した。今年度はこれらの遺伝子発現を定量的RT-PCR法により詳細に解析した。その結果、2つの遺伝子共に休眠中の腋芽ではほとんど発現していなかった。頂芽切除により休眠が解除された腋芽(主芽・副芽とも)において頂芽切除6時間後をピークに一過的に発現が誘導され、24時間後にはほとんど発現していなかった。頂芽切除48時間後あたりでは、主芽は頂芽としての性格を獲得し優先的に成長しつづけ、副芽は休眠を始める。その主芽では2つの遺伝子共に発現が見られなかったが、再び休眠過程にある副芽においては2つの遺伝子共に発現が誘導された。この結果は2つの遺伝子共に腋芽が休眠していく過程で機能することを示唆している。一方、頂芽切除処理ではなく、オーキシン輸送阻害剤であるTIBA(2,3,5-triiodobenzoic acid)を茎に処理した場合でも、処理直後の一過的な発現が誘導されたので、この2つの遺伝子共に傷害でも誘導されることがわかった。次に、組織特異的な発現解析を行ったところ、FAD binding domain proteinの発現は腋芽に特異的であったが、lipoxygenaseは腋芽以外に茎でも発現することがわかった。FAD binding domain proteinは、細胞内の酸化還元状態の制御に関与することが考えられ、ソースとしての休眠中の腋芽あるいは、シンクとしての成長を始めた腋芽という機能分化を制御している可能性が考えられた。lipoxygenaseは植物ホルモンの一種であるジャスモン酸の生合成に関わっていることが知られており、腋芽の休眠にジャスモン酸が関与することを今回初めて指摘することができた。