植物ホルモンを介した窒素情報伝達におけるHis・Aspリン酸リレー系の役割

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12142202
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 榊原 均 理化学研究所, コミュニケーション分子機構研究チーム, チームリーダー(研究職) (20242852)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 谷口 光隆 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教授 (40231419)
• Keywords: His-Aspリン酸リレー / サイトカイニン / 二成分情報伝達系 / サイトカイニン合成酵素 / 窒素栄養 / トウモロコシ / シロイヌナズナ

Research Abstract

1 トウモロコシからHis-Aspリン酸リレー系因子であるZmHK1〜ZmHK3,ZmHP1〜ZmHP3,ZmRR〜ZmRR10遺伝子を単離し、塩基配列を決定した。それら遺伝子産物の細胞内局在性をGFP融合タンパク質を用いて解析した結果、ZmRR1〜ZmRR3は細胞質礎質に存在した。これは核以外に局在するレスポンスレギュレーターを植物から初めて見い出した例である。
2 ZmHK1はサイトカイニンに応答してキナーゼ活性が活性化されるレセプターであることを明らかにし、さらにサイトカイニンの有無に関わらず恒常的に活性化される変異体の単離に成功した。
3 酵母two-hybrid assayにより、ZmHPとZmRR間での相互作用の有無について検討した。その結果、ZmRR8〜ZmRR10はいずれのZmHPとも強く相互作用したのに対し、ZmRR1〜ZmRR7については、ZmRR1,ZmRR2とZmHP1で弱い相互作用活性を示したにすぎず。相互作用の強さには因子間で違いがあることが示唆された。
4 ZmRR1の下流側で相互作用する候補因子ZmHD1を酵母two-hybrid screening法により単離し、その特徴付けを行なった。
5 シロイヌナズナゲノムから同定した7種類のサイトカイニン合成酵素(AtIPT1, AtIPT3-AtIPT8)について細胞内局在性を調べた。その結果、サイトカイニン合成に関わるAtIPTの多くはプラスチドに局在しており、サイトカイニン合成の主要な場がプラスチドであることを初めて明らかにした。

Research Products

• [Publications] Hitoshi Sakakibara: "Identification of cytokinin biosynthesis genes in Arabidopsis : a breakthrough for understanding the metabolic pathway and the regulation"Journal of Plant Growth Regulation. 21(In press). (2002)
• [Publications] Kentaro Takei: "Multiple routes communicating nitrogen availability from roots to shoots : a signal transduction pathway mediated by cytokinin"Journal of Experimental Botany. 53(In press). (2002)
• [Publications] Kentaro Takei: "Identification of genes encoding adenylate isopentenyltransferase, a cytokinin biosynthesis enzyme, in Arabidopsis thaliana"Journal of Biological Chemistry. 276. 26405-26410 (2001)