2016 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analysis of rice GABA shunt that responds to various abiotic stresses and its application to molecular breeding
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26450504
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
赤間 一仁 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (50252896)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | GABA経路 / イネ / 環境ストレス / GABAアミノ基転移酵素 / グリオキシル酸還元酵素 / ストレス耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
γ-アミノ酪酸 (GABA) は非タンパク質態のアミノ酸の一種であり，様々なストレスに応答して細胞内に蓄積する。GABA代謝に関わるGABAアミノ基転移酵素 (GABA-T)とグリオキシル 酸還元酵素 (GLYR) はアルデヒドに対する高い親和性と多様な細胞内局在を示す。これら酵素の機能として，様々な環境ストレスに応答して細胞内に蓄積・拡散することが予想されるグリオキシル酸やコハク酸セミアルデヒド (SSA) の負の作用を低減する効果が予想される。これを検証するために，GABA-Tアイソフォームの中で最も活性が高いGABA-T1を細胞質，ミトコンドリア，或いは葉緑体に，GLYRについては細胞質型 (GLYR1)とミトコンドリアと葉緑体の両方に局在するGLYR2をエクトピックに過剰発現する株をそれぞれ複数系統を作出した(平成26年度)。まず，これらの苗条を低温，乾燥，塩に暴露してバイオマスに与える影響を調べた。この結果，全体的な傾向として，過剰発現株では野生型よりもバイオマスの有意な増加が見られた。乾燥ストレスでは細胞質型GABA-T1とGLYR1の過剰発現株でバイオマスの増加が観察された（平成２７年度）。最終年度では，酸化的ストレス (150 mM 過酸化水素)，低温ストレス (4℃）に３日間苗条を暴露後，土に移植して生存率を求めた。この結果，野生型はいずれもすべて枯死したのに対して，葉緑体局在GABA-T1過剰発現株では50~90%の生存率を示した。また，GLYR1過剰発現株は酸化ストレス後のバイオマスが野生型に比べて，有意に上昇した。この傾向は葉緑体局在GABA-T1過剰発現株でも低温ストレス（４℃，1日）後に顕著に観察された。以上の結果より，葉緑体局在型GABA-T1とGLYR1の過剰発現は少なくと低温・酸化ストレスに対してイネに耐性能を付与することが判明した。
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Research Products
(5 results)
