フィトクロムPfrによってミリ秒オーダーで生産される光信号増幅因子の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10640633
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 七條 千津子 神戸大学, 理学部, 助手 (70226132)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 橋本 徹 神戸女子大学, 家政学部, 教授 (60087616)
• Keywords: フィトクロム / 光増幅因子 / cAMP / cGMP / 赤色光 / 遠赤色光 / ホウキモロコシ

Research Abstract

植物の光受容体フィトクロムの細胞内情報伝達系は、異なるフィトクロム分子種あるいは他の光受容体の作用によって、増幅もしくは抑制を受ける。我々は、ホウキモロコシのフィトクロムPfrによるアントシアニン誘導が、異なる分子種のPfrによって作られる未知の因子(CRS)によって増幅されることを見いだしている。本研究では、CRS究明の一環として、セカンドメッセンジャーの一つである環状ヌクレオチドの増減をCRSの観点から調査した。また、トマトのフィトクロム分子種欠損突然変異体を用いて、その反応にかかわる分子種についても検討を行った。
ホウキモロコシ暗黒芽生えに赤色光(R)や遠赤色光(FR)を与え、cAMPおよびcGMPを抽出し、Enzyme immunoassayで定量を試みた。その結果、cAMPは生重量1gあたり数百fmolレベルで、cGMPは数十fmolのレベルで存在し、FR照射でcGMPは減少する傾向が認められた。我々はUVB光受容体もPfrの信号伝達系を特異的に増幅する知見を得ているので、UVB光によるcGMPレベルの変動も調べ、増加する傾向を認めた。光照射条件や苗の生育状態によって結果が変動することから、さらに精度のよい実験を行い、CRSとのに関わりを明らかにすべく現在も引き続き努力している。また、トマトのフィトクロム分子種欠損突然変異体を用いた実験より、フィトクロムphyA分子種が、種子発芽を抑制することを明らかにした。R照射後、Pfrの発芽誘導の信号が次のステップに伝達され、FRパルスで打ち消しを受けなくなっても、FRの連続照射を行うと種子発芽は阻害されるが、それに関わるフィトクロム分子種は今まで同定されていなかった。しかし、今回の研究過程で、それがphyAであることを初めて明らかにした。これはCRS研究の副産物としての成果である。

Research Products

• [Publications] Chizuko Shichijo: "Phytochrome A-mediated inhibition of seed germination in tomato."Planta. (印刷中). (2001)
• [Publications] Tohru Hashimoto: "UV action spectrum for amplification of phy-induced anthocyanin synthesis in Sorghum bicolor-Involvement of a UVB photoreceptor but not of a UVA photoreceptor."Photomed.Photobiol.. 22巻(印刷中). (2000)
• [Publications] 橋本徹: "IGHシリーズ27植物と紫外線UVB"東北大学遺伝生態研究センター. 116 (2000)