メリステム形成と分化を制御する「場」及び「時」の情報伝達分子機構

• 研究課題/領域番号: 14036217
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山篠 貴史 名古屋大学, 生命農学研究科, 助手 (00314005)
• 研究分担者: 水野 猛 名古屋大学, 生命農学研究科, 助手 (10174038)
• 研究期間 (年度): 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2002年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
• キーワード: シロイヌナズナ / 慨日時計 / 慨日リズム / 植物ホルモン / サイトカイニン / His-Aspリン酸リレー系 / 二成分制御系 / 情報伝達

研究概要

サイトカイニン受容体AHK4の変異株を用いて、「サイトカイニン→受容体Hisキナーゼ→His-Aspリン酸リレー情報伝達→A型ARRsの誘導」に関して解析した。その結果、10種類のA型ARRのサイトカイニンによる転写誘導の中でARR15及びARR16のそれはAHK4に依存しており、この情報伝達経路の下流にリンクしている可能性が示唆された。また、プロモーター::GUS及び、LUC融合体を作製し解析した結果、ARR15及びARR16はAHK4と同様、根でそれらの産物が蓄積していることと、細胞内ではARR15は核にARR16は細胞質に局在していることが示唆された。
11種類のB型ARRの内、ARR11に焦点をあてて解析した。その結果、ARR11はリン酸化されたAHPからリン酸基転移を受けることと、DNA上の特異的な配列(GGATT)を認識して結合することがin vitroで示された。ARR11は主として根で発現が高いことが観察された。ARR11のレシーバードメインを欠いたC末端側のDNA結合ドメインを構成的に発現させた植物体を作製したところ、子葉における組織分化異常や子葉近縁からの不定芽の形成を含む形態異常が観察されることを見出した。
APRRクインッテットにおいて最初に発現ピークを迎え、光によって誘導される性質をもつAPRR9、発現ピークがクインテットの中心に位置するAPRR5の構成的発現体をそれぞれ作製し解析した結果、時計支配下の因子CAB2や時計調節因子ELF3に加えて、時計因子CCA1,LHY, APRR1/TOC1並びに他のAPRR因子群においてもその発現振動が異常になることを見出した。また、これらの構成的発現体は明暗サイクルに依存せず花成が顕著に促進されることを見出した。さらに、これら構成的発現体の芽生えにおいて赤色光に対する感受性が増加していることを見出した。

研究成果

• [文献書誌] Nakamichi N, Matsushika A, Yamashino T, Mizuno T: "Cell Autonomous Circadian Waves of the APRR1/TOC1 Quintet in an Established Cell Line of Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. (2003)
• [文献書誌] Imamura A, Kiba T, Tajima Y, Yamashino T, Mizuno T: "In Vivo and In Vitro Characterization of the ARR11 Response Regulator Implicated in the His-to-Asp Phosphorelay Signal Transduction in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 44・2. 122-131 (2003)
• [文献書誌] Sato E, Nakamichi N, Yamashino T, Mizuno T: "Aberrant Expression of the Arabidopsis Circadian-Regulated"Plant Cell Physiol.. 43・11. 1374-1385 (2002)
• [文献書誌] Matsushika A, Imamura A, Yamashino T, Mizuno T.: "Aberrant Expression of the Light-Inducible and Circadian-Regulated APRR9 Gene Belonging to the Circadian-Associated APRR1/TOC1 Quintet Results in the Phenotype of Early Flowering in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43・8. 833-843 (2002)
• [文献書誌] Murakami-Kojima M, Nakamichi N, Yamashino T, Mizuno T: "The APRR3 Component of the Clock-Associated APRR1/TOC1 Quintet is Phosphorylated by a Novel Protein Kinase Belonging to the WNK Family, the Gene for which is also Transcribed Rhythmically in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43・6. 675-683 (2002)
• [文献書誌] Nakamichi N, Murakami-Kojima M, Sato E, Kishi Y, Yamashino T, Mizuno T: "Compilation and characterization of a novel WNK family of protein kinases in Arabiodpsis thaliana with reference to circadian rhythms"Biosci Biotechnol Biochem.. 66・11. 2429-2436 (2002)