2010 Fiscal Year Annual Research Report
植物の環境適応・被食防衛に応答するカルシウム依存リン酸化・ユビキチン化制御機構
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21770042
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
有村 源一郎 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60505329)
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| Keywords | カルシウム / CPK / 食害防御 / 高温ストレス / シロイヌナズナ |
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| Research Abstract |
植物細胞内のカルシウムのダイナミックスが食害応答初期シグナルとして重要な役割を担うことが示唆されつつある。本研究では、食害によって活性されるカルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素(Calcium-Dependent Protein Kinase : CPK)とCPKの基質タンパク質に着目し、それらのシグナル伝達カスケードに依存した遺伝子転写制御機構の解明を試みた。
シロイヌナズナCPK遺伝子のT-DNA挿入変異体を用いて、ヨトウガ幼虫(害虫)に被食された変異体における防御遺伝子PDF1.2の発現誘導について解析した。19系統のCPK変異体および野生株の食害後のPDF1.2の発現量を定量した結果、CPK3とCPK13変異体における遺伝子発現が著しく抑制されていることが見出された。したがって我々はCPK3とCPK13に着目し、コムギ無細胞タンパク質合成系を用いて作成された植物転写因子ライブラリーから防御応答に関与する100種の転写因子をCPKの基質候補として選抜し、CPKによるリン酸化実験を実施した。その結果、CPK3/13はHsfB2aなどの3種の転写制御因子およびユビキチンリガーゼであるATL2をリン酸化することがわかった。また、CPK3/13を植物にHsfB2aと一過的に共発現することにより、CPKによるHsfB2aのリン酸化作用はPDF1.2の転写制御にin vivoでも機能することが見出された。CPK-HsfB2aカスケードは、高温ストレスに曝されたシロイヌナズナの防御応答にも関与していたことから、CPKカスケードはリン酸化する基質ターゲットを変化させ、様々なストレス環境下においても多様な役割を担うことが示唆された。
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[Journal Article] Regulation of Arabidopsis defense responses against Spodoptera littoralis by CPK mediated calcium signaling2010
Author(s)
Nagamangala Kanchiswamy C., Takahashi, H.Quadro S., Maffei M.E., Bossi S., Bertea C., Atsbaha Zebelo S., Muroi A., Ishihama N., Yoshioka H., Boland W., Takabayashi J., Endo Y., Sawasaki T., Arimura G.
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Journal Title
BMC Plant Biology
Volume: 10
Pages: 97
Peer Reviewed
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