High-performance identification of transcription factors involved in environmental responses

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K14543
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 多田 安臣 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40552740)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 植物ホルモン / シス解析

Outline of Annual Research Achievements

植物免疫系を誘導するホルモンであるサリチル酸（SA）の合成やSAの初期認識に関与する可能性のある遺伝子群を選抜した。解析に供試した発現データは、1）4週齢の野生型シロイヌナズナ（Col-0）葉に病原性細菌であり、強いSA依存的免疫機構を活性化するP. syringae avrRpt2を接種したもの、2）同病原菌をNPR1欠損変異体であるnpr1植物葉に接種したもの、3）播種後12日目のCol-0葉に病原性糸状菌であるHyaloperonospora arabidopsidisを接種したもの、4）同齢のCol-0葉に細菌の鞭毛成分であるflg22を処理し、免疫系を活性化したもの、5）4週齢のCol-0葉にUV-Bを曝露したもの、6）同齢のCol-0葉にオゾンを曝露したもの、7）同じくCol-0葉に一酸化窒素を処理したもの、そして、8）SA合成系を活性化する、SAアナログのBTHを処理した4週齢の葉、由来のものを用いた。各刺激においてSAが合成されることは確認している。各刺激に応答して有意に発現上昇している遺伝子を選抜し、各マイクロアレイデータの全てにおいて陽性を示した約350遺伝子をSA合成関連遺伝子群とした。
選抜遺伝子群をシス解析プログラムに供試した結果、WRKY転写因子が認識するW-boxやTGA転写因子が認識するTGA-boxが同定された。最も高頻度に検出されたシス配列候補はLS10と呼ばれる配列であり、現在までに対応する転写因子は未同定である。本シス配列を認識する転写因子を同定するために、選抜遺伝子群に含まれる22転写因子を無細胞タンパク質合成系を用いて合成し、AlphaScreenシステムにより、シス候補配列との結合の有無を調査した。その結果、同シス候補を認識するLS10認識転写因子、LST1を同定した。