高等植物の光形態形成現象の作用機構に関する分子発生生物学的研究

• 研究課題/領域番号: 05680631
• 研究種目: 一般研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 山本 興太郎 (山本 興太朗) 北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (80142008)
• 研究期間 (年度): 1993 – 1994
• 研究課題ステータス: 完了 (1994年度)
• 配分額: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円); 1994年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 1993年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
• キーワード: 光形態形成 / フィトクロム / 突然変異体 / シロイヌナズナ / 伸長成長 / アントシアニン / アラビドプシス

研究概要

1)近赤外光・高感受性突然変異体の単離:フィトクロムAの情報伝達機構の構成員で、従来のスクリーニング法では同定できなかったものを単離するために、弱い近赤外光照射で伸長阻害を起こす、近赤外光・高感受性変異体を2万個のEMS処理した種子の中から探索した。その結果、光による伸長阻害とアントシアニンの蓄積に関して野性型と性質が大きく異なる7個体を得、更に詳しく表現型を調べた。これら突然変異体はいずれも劣性で、少なくとも3種類の遺伝子座に属すことが分かった。いずれの変異体も、暗所で育てたときの胚軸と、白色光下の花茎との伸長が野性型より阻害されていて、アントシアニンの蓄積が野性型より促進されていた。胚軸の伸長阻害は近赤外光特異的ではなく、赤色光と青色光によっても引き起こされた。この内の少なくとも1個体は、暗所でのフィトクロム量が野性型の約2倍に増えていた。また、他の1個体はフィトクロム量や光による伸長阻害程度が野性型に近く、かつアントシアニンが蓄積しているので、これは従来より知られている高色素型突然変異体であると考えられる。高色素型突然変異体を除くこれら変異体は今までに記載のない変異体であり、フィトクロムの情報伝達機構に関する新しい変異体である可能性がある。オハイオ州立大学のT-DNAタッギングされた個体のコレクションには、これらの突然変異体は含まれていなかった。
2)フィトクロム信号伝達系に対する糖の効果:5年度に単離したフィトクロムA信号伝達系に関する突然変異体fhy3の近赤外光下の胚軸伸長阻害は、庶糖の添加によって減少することを発見した。このことから、フィトクロムAから発する胚軸伸長を制御する信号伝達系は並列に2系統あり、その内の一つが庶糖の有無によって制御されていることが分かった。