光発芽レタス種子におけるアブシジン酸生合成・代謝酵素遺伝子の単離と発現解析

• Project/Area Number: 15780081
• 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): 2003 – 2004
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2004)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2004: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 光発芽 / レタス種子 / アブシジン酸生合成 / アブシジン酸代謝 / 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)とアブシジン酸(ABA)のバランスにより調節されていると考えられている。本研究は,発芽時のABA内生量減少のメカニズムを解明することを目的として,本年度は昨年度クローニングした遺伝子(LsNCED1-4、LsABA8ox1-4)の機能解析と発現解析を行った。P450酸化酵素をコードするLsABA8ox1-4を酵母に組み込み、マイクロソーム画分を用いてABAを基質とした変換実験を行ったところ、LsABA8ox1,3,4についてはファゼイン酸への変換が確認され、それらは目的酵素をコードしていることが証明された。LsABA8ox2については、現在検討中である。さらに、これら8種の遺伝子について種子発芽過程における発現解析を行った。その結果、発芽が誘導される赤色光処理種子においては非発芽コントロールである近赤外光処理種子と比較して、ABA生合成に関与するLsNCED2,4の発現量が減少し、ABA代謝に関与するLsABA8ox1,3の発現量が増加した。これらの結果はそれら遺伝子の発現が制御されて、ABAの内生量が調節されている可能性を示唆するものである。さらに、GA処理によって発芽を誘導したときにもABAレベルは減少するが、そのときはこれら遺伝子の発現は影響を受けず、赤色光処理とGA処理では異なる分子メカニズムでABA内生量が減少している可能性も示唆した。今後は、これら遺伝子のプロモーター解析を行うとともに、in situハイブリダイゼーションにより種子内発現部位を追究していく予定である。