2023 Fiscal Year Annual Research Report
暗黒下におけるエチレン合成依存的・非依存的な葉老化制御機構の解明
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21K06232
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
小塚 俊明 金沢大学, 生命理工学系, 特任准教授 (20402779)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | エチレン / フィトクロム / PIF / ACS / クリプトクロム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は，光環境に応答して本葉の老化を積極的に制御する．この制御機構により，例えば隣接する他の植物の日陰などに本葉がおかれて光合成効率が減少した場合に，葉肉細胞内の葉緑体やクロロフィルなどを速やかに分解する．さらに，その分解産物を栄養分として回収して新しい器官で再利用することが可能になる．このように，本葉は光合成遂行の主要器官であるため，暗い日陰では葉老化が積極的に誘導される．植物は周囲の光環境を光受容体システムによって識別しており，フィトクロムとクリプトクロムによって葉老化が大きく制御される．本研究では，これら光受容体による葉老化制御機構の解明を目的として解析した．
令和5年度に計画していた，ACS8遺伝子プロモーターのデリーション解析を予定通り進めた．約5kbpのACS8プロモーター配列の中間付近から，複数のbHLH型転写因子が結合するG/E-box配列が検出された．そこで，これらのG/E-box配列を欠如したACS8プローモーター・デリーションバージョンを，ルシフェラーゼトランジェントアッセイ用ベクターに導入したコンストラクトを作成した．葉肉プロトプラスト細胞によるトランジェントアッセイ実験の結果，ACS8プローモーターからG/E-box配列を欠失すると，PIF7によってプロモーター転写活性が上昇しなくなった．ゆえに，避陰によりフィトクロムが不活性化するとがPIF7がACS8プローモーターのG/E-box配列に作用してACS8遺伝子の転写を促進することが示唆された．
本課題における研究期間全体を通じて，フィトクロムがPIF7-ACS8の制御を介してエチレン合成を促進すること，クリプトクロム2が青色光を受容するとPIF4/5とHY5を介して葉老化を抑制的に制御することが解明された．
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