2003 Fiscal Year Annual Research Report
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
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12142202
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
榊原 均 独立行政法人理化学研究所, 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 (20242852)
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| 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)
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| Keywords | サイトカイニン / トウモロコシ / シロイヌナズナ / 窒素情報伝達 / His-Aspリン酸リレー / 二成分制御系 |
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| Research Abstract |
1.トウモロコシのサイトカイニン誘導型His-Aspリン酸リレー因子ZmRR1,ZmRR2の他のホルモンによる発現制御様式を調べ、アブシジン酸がZmRR1,ZmRR2のサイトカイニン誘導に対し抑制的に働くことを明らかにした。アブシジン酸はサイトカイニンとは逆に窒素栄養制限条件や老化葉で蓄積していたことから、窒素栄養情報伝達において両ホルモンは逆の情報因子として機能すると考えられる。
2.サイトカイニン受容体のリガンド特異性や情報伝達研究に使用するための、放射性同位体標識のサイトカイニン合成法を考案した。この方法は従来の化学合成法に比べ簡便かつ高収率であり、今後の研究に役立つものと期待される。
3.窒素栄養に応答したサイトカイニン合成の初期段階でどのサイトカイニン分子種が新規合成されるのかを明らかにするため、これまで困難であったヌクレオチド型サイトカイニンの分離定量法を確立した。
4.トウモロコシサイトカイニン受容体遺伝子3種(ZmHK1,ZmHK2,ZmHK3)を単離し、それぞれのリガンド特異性を調べたところ、ZmHK1はイソペンテニルアデニン型、ZmHK2はトランスゼアチン型のサイトカイニンにより強く応答しており、受容体によりリガンド特異性が異なることを明らかにした。
5.細胞内でのサイトカイニンの合成場所はこれまで全く不明であった。シロイヌナズナのサイトカイニン合成遺伝子(AtlPT1,AtlPT3-AtlPT8)についてGFPとの融合遺伝子を作製し、細胞内での一過的発現を調べたところ、AtlPT1,3,5,8はプラスチドに、AtlPT4は細胞質基質に、AtlPT7はミトコンドリアに局在しており、サイトカイニンの主な合成場所がプラスチドであることを示した。
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[Publications] Helena Gawronska: "Hormone-mediated nitrogen signaling in plants : Implication of participation of abscisic acid in negative regulation of cytokin-ininducible expression of maize response regulator"Plant Physiology and Biochemistry. 41. 605-610 (2003)
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[Publications] Hitoshi Sakakibara: "Nitrate-specific and cytokinin-mediated nitrogen signaling pathways in plants"Journal of Plant Research. 116. 253-257 (2003)
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[Publications] Kentaro Takei: "A new method for enzymatic preparation of isopentenyladenine-type and trans-zeatin-type cytokinins with radioisotope-labeling"Journal of Plant Research. 116. 259-263 (2003)
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[Publications] Kentaro Takei: "A method for separation and determination of cytokinin nucleotides from plant tissues"Journal of Plant Research. 116. 265-269 (2003)
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[Publications] Keiko Yonekura-Sakakibara: "Molecular characterization of cytokinin-responsive histidine kinases in maize : Differential ligand preferences and response to cis-zeatin"Plant Physiology. (In press). (2004)
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[Publications] Hiroyuki Kasahara: "Distinct isoprenoid origins of cis- and trans-zeatin biosyntheses in Arabidopsis"Journal of Biological Chemistry. (In press). (2004)
