シロイヌナズナのオーキシン依存性偏差成長反応の分子遺伝学的研究

• Project/Area Number: 01F00294
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Research Field: 植物生理
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 山本 興太朗 北海道大学, 大学院・理学研究科, 教授
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TIAN Chang?en 北海道大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員 ; 田 長恩 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 外国人特別研究員 ; TIAN C.
• Project Period (FY): 2001 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000); Fiscal Year 2003: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2002: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
• Keywords: 遺伝子発現制御 / シグナル伝達 / 植物 / 発生・分化 / オーキシン / 偏差成長 / オーキシン応答性転写調節因子 / 光形態形成

Research Abstract

オーキシン応答性転写調節因子族(ARF)の中でARF7/NPH4に類似した遺伝子に焦点を当てて、T-DNA挿入株の表現型を調べた。その結果、ARF8破壊株arf8-1は光条件下でのみ長胚軸となることがわかった。オーキシンに対する感受性の変化は認められず、胚軸の屈性も屈光性に対する反応性がやや低下するのみであった。ARF8過剰発現体(ARF8OX)は逆に光条件下で短胚軸となるので、胚軸のインドール酢酸(IAA)含量を測定したところ、ARF8OXのIAA含量は野生型の約70%と有意に減少していた。ARF8OXは、短胚軸、弱い頂芽優勢、長い根、少ない側根等の異常を示すが、これらの表現型はオーキシンレベルが低いこととよく符合する。arf8-1の表現型はほぼARF8OXと逆であるが、IAA含量に有意な変化はなかったので、局部的にオーキシンレベルが上昇しているのではないかと考えられる。
GH3遺伝子族はオーキシン誘導性遺伝子で、その過剰発現体はARF8OXと似た表現型を示すものがある。また、GH3タンパク質はIAAを包合体化する反応の初発反応を触媒する酵素をコードしていて、IAAレベルを調節している可能性がある。そこで、GH3遺伝子の発現をarf8-1とARF8OXで調べたところ、3個のGH3遺伝子発現はARF8の発現レベルと比例していたので、これら遺伝子はARF8の標的遺伝子であると考えられる。以上の結果から、ARF8はオーキシン包合体形成をオーキシン依存的に行わせることによって、オーキシンレベルのフィードバック調節機構を形成していると考えられ、ARF遺伝子族はオーキシンの感受性ばかりでなくオーキシンレベルの調節もおこなっていることが示唆された。