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トマトアルド-ケト還元酵素の生理機能とストレス応答的な遺伝子発現制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J00827
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 園芸科学
研究機関広島大学

研究代表者

末川 麻里奈  広島大学, 生物圏科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードアルド-ケト還元酵素 / トマト / ストレス応答 / プロモーター
研究実績の概要

トマトは世界の主要農作物であり、その栄養価やストレス耐性に関わる知見は学術的・商業的観点から大変意義深い。本研究では、植物の一次・二次代謝や非生物的ストレス耐性に関わる酵素であるアルド-ケト還元酵素に着目した。トマトの葉において、種々のストレスや植物ホルモンによって著しく遺伝子発現が増加するトマトアルド-ケト還元酵素(以後、SlAKR1とする)について、その生理機能およびストレス応答的な遺伝子発現制御機構を明らかにすることを目的とした。
本年度は、まずSlAKR1の生理機能を検討した。SlAKR1過剰発現タバコを用いて種々の非生物的ストレスに対する耐性を評価したが、SlAKR1は非生物的ストレス耐性に関与しないことを示唆する結果が得られた。ついで、生物的ストレス応答への関与を検討した。アグロバクテリウムや細菌成分であるリポ多糖を含む溶液をトマト葉に浸潤させると、SlAKR1の遺伝子発現は著しく増加した。興味深いことに、これらを含まない溶液を浸潤させても、SlAKR1の遺伝子発現は強く誘導された。浸潤処理葉は電解質溶出率が上昇していたことから、浸潤処理は細胞の損傷を伴い、SlAKR1の遺伝子発現は細胞の損傷によって誘導される可能性が示唆された。SlAKR1は、病傷害ストレスに伴う細胞の損傷によって遺伝子発現し、生物的ストレス抵抗性に関与している可能性がある。
また、SlAKR1の遺伝子発現制御機構の解明のため、プロモーター解析を行った。その結果、SlAKR1プロモーター領域-600から-500 bpの間に存在する2つのG-box様配列がストレス応答的な遺伝子高発現に重要なシス因子であることが明らかになった。SlAKR1プロモーターはシロイヌナズナの細胞においても同様に高いプロモーター活性を示し、植物種間共通のストレス誘導的高発現プロモーターとしての応用利用可能性が示唆された。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Two G-box like elements essential to high gene expression of SlAKR4B in tomato leaves.2018

    • 著者名/発表者名
      Suekawa M, Fujikawa Y and Esaka M
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 82 号: 3 ページ: 425-432

    • DOI

      10.1080/09168451.2018.1429887

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] トマトにおけるアルドケト還元酵素の遺伝子発現機構に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      末川麻里奈、藤川愉吉、江坂宗春
    • 学会等名
      日本農芸化学会 関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会 (大阪)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] The analysis of gene expression mechanism and physiological function of aldo-keto reductase in tomato.2017

    • 著者名/発表者名
      Suekawa M, Fujikawa Y and Esaka M
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017 (Taipei)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Chapter 6. Regulation of ascorbic acid biosynthesis in plants., In “Ascorbic acid in plant growth, development and stress tolerance”2017

    • 著者名/発表者名
      Suekawa M, Kondo T, Fujikawa Y and Esaka M. (Eds. Hossain MA, Munne-Bosch S, Burritt DJ, Vivancos PD, Fujita M and Lorence A)
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319740577
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Chapter 14. Physiological role of ascorbic acid recycling enzymes in plants., In “Ascorbic acid in plant growth, development and stress tolerance”2017

    • 著者名/発表者名
      Suekawa M, Fujikawa Y and Esaka M. (Eds. Hossain MA, Munne-Bosch S, Burritt DJ, Vivancos PD, Fujita M and Lorence A)
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9783319740577
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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