モノリグノール生合成に関与するC1代謝関連遺伝子の発現解析

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17580145
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 梶田 真也 東京農工大学, 大学院共生科学技術研究院, 助教授 (40323753)
• Keywords: C1代謝 / 遺伝子発現 / リグニン / グアイアシルリグニン / シリンギルリグニン

Research Abstract

シロイヌナズナで働くC1代謝に関連する複数の遺伝子の発現挙動を調べるため、野生型個体(発芽から66日後)の栄養器官であるロゼット葉と、非栄養器官である花茎での発現を検出した。その結果、解析したほとんどの遺伝子が花茎とロゼットの両方で同程度に発現していることが判明した。C1代謝経路はあらゆる代謝反応に関わっているため、これをコードする遺伝子は植物体の至るところで発現していることが予想される。一方、代謝様式が異なると考えられる花茎とロゼットにおいて複数の遺伝子の発現を解析したにも関わらず、調べた遺伝子のほとんどで両器官における発現量の差異がみられなかった。このことからもC1代謝経路の携わる反応が多岐にわたることが示唆された。
セリンヒドロキシメチルトランスフェラーゼ(SHM)遺伝子に関する解析では、SHM1,4,6及び7番遺伝子の発現量が比較的多く、SHM2とSHM3は発現が弱いことがわかった。SHM5に関しては発現を検出することができなかった。このようにファミリー内で発現量の多いものと少ないものがあることから、主要に発現するものと補助的に発現するものといったような役割分担が行われているのではないかと考えられる。また5,10-メチレンテトラヒドロ葉酸から5-メチルテトラヒドロ葉酸をつくるMethylenetetrahydrofolate reductaseをコードする遺伝子MTHFR1は、メチオニンをつくるMethionine synthaseをコードするATMS1や、SAMをつくるMethionine adenosyltransferaseをコードするMT03よりも発現量が少ないことが判明した。このように経路内の遺伝子の発現が異なることから、C1代謝経路が遺伝子の転写レベルだけでは制御されていない可能性が示唆された。