イネ培養細胞におけるジャスモン酸の情報伝達機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12460051
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 山根 久和 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (80090520)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 真 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授 (00208240)
• Keywords: イネ培養細胞 / 病害抵抗性 / 植物ホルモン / シグナル伝達 / ジャスモン酸応答性遺伝子 / 形質転換植物 / フィトアレキシン / ジテルペン環化酵素遺伝子

Research Abstract

イネ培養細胞をモデルシステムとして用い、植物の病虫害抵抗性を制御するジャスモン酸(JA)の情報伝達機構の全貌を明らかにすることを目的とする研究を行った。ディファレンシャルスクリーニングにより得られた数種のJA応答性遺伝子のうち、RRJ4がJAの生合成酵素遺伝子の一つである12-oxophytodienoic acid reductaseをコードしていることを実証し、JAがJA自体の生合成酵素遺伝子の発現を促進するという、いわゆるauto-upregulationが機能していることを明らかにした。また、JA処理後10〜15分からmRNAレベルが増加しはじめるRERJ1は転写因子をコードしており、JAの情報伝達系において重要な機能を果たしている可能性が考えられた。そこで、RERJ1のセンスRNA、あるいはアンチセンスRNAを過剰発現する形質転換体イネを作製しその表現型を解析した。その結果、RERJ1がJAのシグナル伝達系において中心的な役割を果たしている可能性が示された。
イネ培養細胞におけるJAの情報伝達の最終段階はフィトアレキシンの生合成が起こる段階である。そこで、イネ培養細胞における主要フィトアレキシンであるモミラクトンAの生合成酵素遺伝子の単離をPCR法により試み、OsMAS1,OsMAS2の2種の当該酵素候補遺伝子の存在を明らかにした。OsMAS2についてはORF全長を含むcDNAを単離しているので現在当該遺伝子産物の大量発現・機能解析を進めている。
一方、JA結合タンパク質については、酵母のthree-hybrid systemを用いた追究を行いつつある他、JAアミノ酸複合体やJAビオチン複合体などJA結合タンパク質の追究に有用と考えられるプローブの合成も試みている。