2001 Fiscal Year Annual Research Report
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12556002
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
平井 篤志 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (60023470)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
吉羽 洋周 日立製作所, 中央研究所, 主任研究員
中園 幹生 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (70282697)
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| Keywords | ALDH / イネ / 冠水抵抗性 / 形質転換植物 |
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| Research Abstract |
冠水抵抗性が高いイネで冠水中のALDH2aのタンパク質レベルでの発現を調ベた。その結果驚くべきことに、mRNAの蓄積量が多いにもかかわらず、タンパク量は増えていなかった。そして冠水解除直後にタンパク量がかなり増えていた。そこで調べてみると、冠水解除直後、活性酸素により蓄積されたエタノールから多量のアセトアルデヒドが合成され、植物に甚大な障害を与えることが確認された。そしてイネではこの障害をALDH2aが防いでいることが明らかになった。ALDH2aの機能を確認するために、冠水抵抗性が低いイネ科植物であるトウモロコシやオオムギで同様な実験を行った。冠水中や冠水解除直後におけるALDH2aの発現をRNAレベルやタンパク質レペルで調べたが、イネとは異なり発現していなかった。次にALDH2aの発現がイネ特有なのか、冠水抵抗性植物に共通なのかを調べるため、イネ科植物で冠水抵抗性のタイヌビエについて調べた。それによると、ALDH2aは冠水中でmRNAを蓄積し、冠水中や冠水解除直後に十分なタンパク量を蓄積していた。これはイネにおける発現パターンと非常によく似ていた。しかし、タイヌピエとイネが植物分類上非常に近くそのためALDH2aの発現パターンが似ているだけかもしれない。そのため、イネ科植物の分類を調べたところ、タイヌピエはイネよりもむしろトウモロコシに分類上近いことが判った。これらのことからALDH2aは冠水抵抗性に密接に関与していることが示された。そこで、ALDH2a遺伝子を冠水抵抗性が低いアラビドプシスで過剰発現させた。その形質転換植物を低酸素状態に置き、再び酸素を供給すると野生種に比べて、生存数がかなり多かった。これはALDH2aを過剰発現させることにより、冠水に弱い作物を冠水抵抗性に改変できることを示す初歩的な成果と考えられる。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Saisho, D., et al.: "ATP synthesis inhibitors as well as respiratory inhibitors increase steady-state level of alternative oxidase mRNA in Arabidopsis thaliana"J.Plant Pysiol.. 158. 241-245 (2001)
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[Publications] Arimura, S., et al.: "Numerous and highly developed tubular projections from plastids observed in Tobacco epidermal cells"Plant Sci.. 160. 449-454 (2001)
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[Publications] Ohtsu, K., et al.: "Characterization and expression of the genes for cytochrome c oxidase subunit VIb (COX6b) from rice and Arabidopsis thaliana"Gene. 264. 233-239 (2001)
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[Publications] Saisho, D., et al.: "The gene for alternative oxidase-2 (AOX2) from Arabidopsis thaliana consists of five exons unlike other AOX genes and is transcribed at an early stage during germination"Genes & Genetic Systems. 76. 89-97 (2001)
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[Publications] Meguro, N., et al.: "Decreased transcription of a gene encoding putative mitochondrial aldehyde dehydrogenase in barley (Hordeum vulgare L.) under submerged conditions"Plant Biotech.. 18. 223-228 (2001)
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[Publications] Watanabe, A., A.Hirai: "Two uncoupling protein genes of rice (Oryza sativa L.): molecular study reveals the defects in the pre-mRNA processing for the heat-generating proteins of the subtropical cereal"Planta. (in press).
