光発芽レタス種子におけるアブシジン酸生合成・代謝酵素遺伝子の単離と発現解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15780081
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 豊増 知伸 山形大学, 農学部, 助教授 (60272085)
• Keywords: 光発芽 / レタス種子 / アブシジン酸生合成 / アブシジン酸代謝 / 遺伝子発現制御

Research Abstract

レタスGrand Rapids種子の光発芽はフィトクロムにより制御されており、それは植物ホルモンの一つジベレリン(GA)とアブシジン酸(ABA)のバランスにより調節されていると考えられている。本研究は,発芽時のABA内生量減少のメカニズムを解明することを目的として,本年度はまず,レタス種子よりABAの生合成・代謝に関与する酵素をコードするcDNAを単離することを試みた。着目した酵素は,他の植物において,アブシジン酸生合成の律速と考えられている9-cis-epoxycarotenoid dioxy-genase(NCED)と主要な代謝酵素と考えられているP450のABA-8'-oxidase(ABA8ox)であり,他植物由来のそれぞれのアミノ酸配列の間で保存性の高い領域に基づいてデジェネレートプライマーを複数設計した。これらプライマーを用いて,レタス種子あるいは芽生えより調製したcDNAを鋳型として,RT-PCRを行った。その結果,どちらの遺伝子についても予想される長さのバンドが増幅したので,それらをサブクローニングして,シークエンス分析を行った。NCEDに関しては,ホモログを6種得たが,シロイヌナズナの遺伝子情報を基に,系統樹を作成したところ,4種がNCEDホモログ,2種がカロチノイド解裂酵素様遺伝子だったので,それぞれ,LsNCED1-4,LsCCD1,2と名付けた。ABA8oxについては,4種のホモログを得たので,LsABA8ox1-4と名付けた。今後は,大腸菌や酵母で発現させた組換えタンパク質を用いてこれらの翻訳産物の機能を確かめた後,ノーザンブロット分析を行い,これら遺伝子の光による発現制御を検討するとともに,ZEP, SDR, ABAO,配糖体化酵素など他の生合成・代謝酵素をコードするcDNAの単離も試みる。