2012 Fiscal Year Annual Research Report
人為的サリチル酸誘導系を用いたサリチル酸生合成・輸送機構の解明
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23688005
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
加藤 新平 信州大学, ファイバーナノテク国際若手研究者育成拠点, 助教 (10533614)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 病害抵抗性 / サリチル酸 / ＭＡＰキナーゼ / 薬剤誘導 / 生合成機構 / 情報伝達機構 / 輸送機構 |
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| Research Abstract |
本研究では、サリチル酸 (SA) の生合成・輸送機構を解明するため、以下の3課題を実施した。
＜1. SA生合成経路の新規構成因子の同定＞ 本課題では、傷害に応答しSAを蓄積するWIPK/SIPK抑制 (WS) 植物を用いて、SAの生合成機構の解明を目指す。本年度は、傷害に応答しWS植物で特異的に誘導されるmRNAをマイクロアレイ解析により探索し、WS植物においては病害抵抗性関連遺伝子の発現が傷害により誘導されることを明らかにした。リアルタイムPCR解析および薬理学的解析より、WS植物における傷害誘導性SAの蓄積には、抵抗性遺伝子や抵抗性遺伝子様遺伝子の発現誘導が関与すると考えられた。また、WS植物で蓄積量が変動するタンパク質スポットを昨年度に引き続き同定した。
＜2. SA生合成へのBA2HおよびICSの関与＞ 本課題では、SA生合成に関与すると推定されているBA2HとICSが実際にタバコのSA生合成に関与するか明らかにする。BA2Hに関しては、本年度も過去の報告を再現することができなかったため、年度途中よりICSに焦点を当てて研究を行った。ベンサミアナタバコおよび大腸菌で発現させたタバコ、シロイヌナズナおよびイネのICSタンパク質の生化学的特性を比較し、これらのICSタンパク質が、タンパク質の安定性および活性において、全く異なる性質を示すことを明らかにした。
＜3. SAの色素体外輸送機構の解明＞本課題では、薬剤処理に応答し人工SA生合成酵素を誘導しSAを合成する植物を用いて、SAの輸送・情報伝達機構の解明を目指す。本年度は、昨年度作製・選抜した人工SA生合成酵素遺伝子 (ルビスコ小サブユニットの葉緑体移行シグナル + 蛍光菌IPL + 大腸菌ICS) を薬剤誘導性プロモーター下流に持つコンストラクトでタバコを形質転換し、薬剤処理によりSAの蓄積が誘導される系統を2系統得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
“9. 研究実績の概要”に記載したように、本研究は3つの小課題からなるが、小課題2のBA2Hの解析を除き概ね予定どおり研究が進展している。BA2Hに関する過去の研究報告を再現できない理由は不明であるが、BA2Hタンパク質が精製されてから15年以上経つにも関わらずその遺伝子がクローニングされない原因はこのような点にあるのかもしれない。小課題2に関しては、BA2Hの解析を取りやめ、ICSに焦点を当てて今後は研究を進める。
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| Strategy for Future Research Activity |
小課題1：WS植物においてSAの蓄積と相関を示すタンパク質・mRNAを引き続き同定し、それらのSA合成への関与を網羅的に調べる。
小課題2：各種植物由来のICSタンパク質の生化学的特性を引き続き比較すると共に、タンパク質の安定性や酵素活性の違いがどのような構造の違いに起因するかを明らかにする。
小課題3：得られた薬剤誘導性SA合成植物の特性解析を進め、SA生合成の誘導条件・方法の最適化を行う。条件が確立次第、SAの輸送・情報伝達に関与するタンパク質・mRNAの探索を行う。
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