赤色光により異なる制御を受けるジベレリン生合成酵素遺伝子のプロモーター領域の解析 〜光発芽レタス種子をモデルとして〜

• Project/Area Number: 13760081
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: Yamagata University
• Principal Investigator: 豊増 知伸 山形大学, 農学部, 助教授 (60272085)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2002: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 2001: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 光発芽 / レタス種子 / ジベレリン生合成 / プロモーター / 遺伝子発現制御

Research Abstract

レタスGrand Rapids種子の光発芽はフィトクロムにより制御されており、それは植物ホルモンの一つジベレリン(GA)を介していると考えられている。これまでの研究で、レタス種子においては赤色光処理による発芽誘導時に活性型GAであるGA_1の内生量が増加することが示されており、本研究ではその内生量の調節をGA生合成酵素遺伝子のプロモーター制御機構解明の観点から追究することを目的としている。今年度は、赤色光処理で発現が誘導されるLs3h1遺伝子の約3kbにおよぶプロモーター領域をゲノムウオーカーキットにより単離することに成功した。そこには、イニシエーター、TATA box、GC box、CAAT boxなどのコンセンサス配列がみられた。途中、GとAがリッチな繰り返し領域があり、シークエンスが困難な部位もみられた。それら以外にも約1kbp上流にフィトクロム制御のシス配列と考えられているG-box様配列もみられた。その配列はフィトクロムがPIF3を介して直接結合する部位と考えられている。レタス種子には、暗黒下でもLs3h1遺伝子が発現し、発芽できる品種があり、その品種からも相当するゲノム領域をPCRによりクローニングし、塩基配列を決定したが、その品種ではその配列のコンセンサスがくずれていた。この結果は、そのG-box様配列がLs3h1遺伝子発現制御において重要な役割をしている可能性を示唆するものである。今後は、この領域について、デレーション断片をレポーター遺伝子につないだコンストを利用し、そのシス配列の機能を解析していくとともにフィトクロム結合実験などを行う予定である。