アラビドプシスにおけるサイトカイニン水酸化酵素遺伝子の機能解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17770047
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 武井 兼太郎 独立行政法人理化学研究所, 生産制御研究チーム, 研究員 (00344044)
• Keywords: サイトカイニン / 水酸化酵素 / P450 / アラビドプシス

Research Abstract

アラビドプシスにおけるサイトカイニン(CK)水酸化酵素遺伝子CYP735A1およびCYP735A2の生理機能を明らかにするため、T-DNA挿入変異株の解析を行った。野生株と比較し、cyp735a1株およびcyp735a2株において形態およびCK組成の差異は観察されなかった。二重変異株においては水酸化反応の基質となるイソペンテニル型CKが増加し、水酸化されたトランスゼアチン(tZ)型CKが野生株の1%以下に減少するというCK組成の変化がみられた。このことは二つの遺伝子がアラビドプシスの主要なCK水酸化活性を担っていることを示唆している。また、二重変異株では地上部の成長が抑制され、葉の大きさや草丈は野生株の50%程度であった。花茎数の増加も観察された。これらの形態の変化はtz型CKの投与により相補されたことから、tZ型CKの減少が形態変化の原因であると推測している。一方、根の成長に関しては野生株との違いは観察されなかった。遺伝子発現レベルで比較するためアレイ解析を行ったところ、CK情報伝達に関与し、CKにより正に発現調節されるA型レスポンスレギュレーター遺伝子群の発現が二重変異株の地上部において抑制されていたことから、tz型CKの減少は地上部においてCK情報伝達の抑制を誘引すると考えている。
それぞれの遺伝子についてプロモーターの制御下でGUS遺伝子を発現する形質転換植物を作出し、発現部位の解析を行った。CYP735A1は葯や種子、CYP735A2は根端や根の維管束、茎頂分裂組織、葯において組織特異的に発現していることがわかった。