植物ホルモン機能の分子機構

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05276102
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山本 興太郎 北海道大学, 大学院地球環境科学研究科, 教授 (80142008)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 淳二 名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (10183120) ; 山口 五十麿 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (00012013) ; 森 仁志 名古屋大学, 農学部, 助教授 (20220014) ; 佐藤 隆秀 千葉大学, 大学院・自然科学研究科, 助教授 (60125929) ; 高橋 陽介 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (90183855)
• Keywords: 植物ホルモン / 遺伝子発現調節 / エチレン生合成 / オーキシン応答シス因子 / シベレリン結合タンパク / 伸長成長 / 突然変異体(植物ホルモン)

Research Abstract

オーキシンによる伸長成長機構を明らかにするために、オーキシンによる偏差成長を起こさないmsgクラスの突然変異体msg2とmsg3をオーキシン塗布法と屈地性検定によって単離した。また、T-DNA挿入による変異体msg1-4を単離し、同変異体には複数のT-DNAが挿入されていることを明らかにし、その中の一つのT-DNA挿入部位周辺の塩基配列を決定した。オーキシン作用機構研究のもう一つの方向としてオーキシン誘導体遺伝子(ARG)の発現制御機構と遺伝子産物の機能を解析しているが、ARG1とARG2についてはプロモーター領域とレポーター遺伝子の融合遺伝子をヤエナリ組織に一過的に導入してそのオーキシン誘導性を調べたところ、約1.5倍の誘導性が観察された。ARG8とARG9についてはプロモーター領域のクローニングをおこなった。タバコのARGであるarcAはGβ遺伝子族の遺伝子であるが、同遺伝子産物と相互作用するタンパクのcDNAをクローン化したところK^+チャンネルのβサブユニットに似たタンパクをコードしていた。タバコの3種類のARGの転写調節機構を調べたところ、その制御はそれぞれ異なるシス・トランス因子によることが分かり、オーキシンによる発現調節機構が複合的であることが分かった。エチレン作用に関しては、ACC合成酵素とACCオキシターゼ遺伝子族の発現をメロン果実の成長・成熟過程をおって果実の組織ごとに調べたところ、同遺伝子には果実・成熟過程で時期および組織特異的に発現している特定のメンバーが存在することが分かった。ジベレリン作用に関しては、αアミラーゼ遺伝子プロモーターを用いた機能解析によって、ジベレリンと糖によって制御される因子群の概略を明らかにしたほか、ジベレリン結合タンパクを約10,000倍濃縮し、SDS-PAGEで25kDa付近に目的とするタンパクと思われるバンドを検出した。

Research Products

• [Publications] Kurata, T.: "Light-stimulated root elongation in Arabidopsis thaliana." J. Plant Physiol. 印刷中.
• [Publications] Kusaba, M.: "A multiple-stimuli-responsive, as-1-related element of parA gene confers responsiveness to cadmium but not copper." Plant Physiol.111. 1161-1167 (1996)
• [Publications] Sakai, T.: "Promoter analysis of the auxin-induced gene, parC, of tobacco mesophyll protoplasts." Plant Cell Physiol. 37. 906-913 (1996)
• [Publications] Ishida, S.: "The mode of expression and promoter analysis of auxin-regulated arcA gene." Plant Call Physiol. 37. 439-448 (1996)
• [Publications] Yoon, I. S.: "VR-ACS6 is an auxin-inducible 1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase gene in mung bean (Vigna radiata)." Plant Cell Physiol.印刷中.
• [Publications] Yang, Y.-Y.: "Metabolism and translocation of gibberellins in seedlings of Pharbitis nil. ll. Photoperiodic effects on metabolism and translocation of gibberellins applied to cotyledons." Plant Cell Physiol.37. 69-75 (1996)
• [Publications] Oyama, N.: "Gibberellins and antheridiogens in prothallia and sporophytes of Anemiya phyllitidis." Biosci. Biotech. Biochem. 60. 301-304 (1996)
• [Publications] Honda, I.: "Characterization of endogenous gebberellins in dwarf rice mutants." Biosci. Biotech. Biochem.60. 2073-2075 (1996)
• [Publications] Ali, A.-l.: "Effects of low root temperature on sap flow rate, soluble carbohydrates and nitrate contents on cytokinin and gibberellin levels in root xylem exudate of sand-grown tomato." Plant Cell Physiol.36. 1229-1235 (1995)
• [Publications] Mitsui, T.: "Physicochemical and serological characterization of rice α-amylase isoforms and identification of their corresponding genes." Plant Physiol.110. 1396-1404 (1996)
• [Publications] Abe, T: "Changes in α-amylase activity during plant regeneration from rice calli." J. Plant Physiol.印刷中.
• [Publications] Nakase, M.: "The same nuclear proteions bind to the 5'-flanking regions of the rice seed storage protein, 16 kDa albumin, 13kDa prolamin and type ll glutelin genes." Plant Mol. Biol.32. 621-630 (1996)
• [Publications] Guglielminetti, L. W.: "Effects of anoxia on sucrose degrading enzymes in cereal seeds." J. Plant Physiol.印刷中.
• [Publications] Yamaguchi, J.: "Seventh Intarnational Symposium on Pre-harvest Sprouting in Cereals 1995" Center for Academic Societies Japan, Osaka, 495 (1996)