植物における老化の機構に関する分子生物学的・細胞生物学的研究

1992 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 03304005
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 渡辺 昭 名古屋大学, 農学部, 教授 (70023471)
• 研究分担者: 前 忠孝 東北大学, 農学部, 助教授 (60134029) ; 加藤 栄 東京大学, 理学部, 教授 (50011515) ; 大隈 良典 東京大学, 教養学部, 助教授 (30114416) ; 今関 英雅 名古屋大学, 農学部, 教授 (90023431) ; 石井 龍一 東京大学, 農学部, 教授 (00011958)
• キーワード: 老化 / 植物の老化 / 遺伝子発現 / 葉緑体 / グルタミン合成酵素 / 光合成 / cDNAクローニング / 液胞

研究概要

イネを実験材料とした老化にともなう光合成能の低下の原因は種々のレベルで追及した。CO_2の拡散低抗は老化にともなって上昇するが、輸送低抗と固定低抗を測定したところ、これら個々の低抗は相対的に一定に保たれながら変化することが示された(石井)。個葉の光合成能の低下を引き起こす原因には弱光と強光が関与する2種類の光反応が存在することが見いだされた(加藤)。老化による黄化の過程では葉緑体DNAの減少が起こった後でもいくつかの遺伝子産物の量は一定に保たれることが明らかにされた(黒岩)。葉緑体タンパク質についても異なったタンパク質には異なった分解機構の存在を示唆する結果が得られた(前)。また、老化に類似した細胞死の起こる管状要素分化の過程で働くタンパク質分解酵素の部分精製が進んだ(福田)。老化にともなう窒素の転流について細胞質局在性グルタミン合成酵素が重要な働きをすることが示唆されていたが、この酵素が維管束組織細胞に局在することが明らかとなり、窒素の転流におけるこの酵素の役割の重要性と転流形態への窒素の転換場所が確認された(渡辺、山谷)。落葉の機構である離属形成におけるセルラーゼの活性がジャスモン酸、アブシジン酸によって上昇し、オーキシンによって低下することが明らかとなった。(上田)。老化葉細胞においてパーオキシゾームがグリオキシゾームへと機能転換することが示された(西村)。また、果実成熟にともなう糖の蓄積に働くと考えられるトノプラストのATPaseの単離に成功し、その性質が調ベられた(山木)。同様に糖蓄積に働く細胞外に存在する酸性インベルターゼのcDNAがクローニングされ、さらに、メロン果実の成熟にともない増加するmRNAのcDNAクローンのなかにACCオキシダーゼのcDNAクローンが見いだされた(佐藤)。老化に関連すると考えられるdinl遺伝子のプロモーターの解析が進んだ(安積)。

研究成果

• [文献書誌] Konishi.T,: "Protein transportin To thylaboid lumen -Astromal proces-sing and the energy reqgirement for the import of the precursor for the 23-KDa protein of PSII" Plant Cell Phyiol. 34. (1993)
• [文献書誌] 渡辺 昭: "植物はなぜ枯れるのか。その仕組みと意義" 日本の科学と技術. 34. 32-37 (1993)
• [文献書誌] Kamachi,K.: "Changes in cytosolic glntamine gyn the tasepoly peptide and its mRNA in a leaf blade of rice plants during natural Senes cence" Plant Phyaiol.98. 1323-1329 (1992)
• [文献書誌] Kamachi,k.: "Vascnlar Bunadle-specific locali zation of cytosolic glntamin synthelarc in rice leaves" Plant Phyoiol. 99. 1481-1486 (1992)
• [文献書誌] Knroiwa,T.: "Stadies on the behavior of mitochondrial DNA syn thesis Syn thesis of mito chonorial DNA occnrs actinely in a specific region just above the quiescent center into sootmerislem." J.Cell Science. 101. 483-493 (1992)
• [文献書誌] Tsugeki,R.: "Cloninh and sequen cing of cDNA for gly colate oxidase from pumlpkin cotyledons and northern blot analysis" Plant Cell Pyhsiol. (1993)
• [文献書誌] Sato,T.: "Intercellular localization of acid inner Tase in tomato fruit and msecular cloning of a cDNA for the enzyme" Plant Cell Physiol. 34. (1993)
• [文献書誌] Fukuka,H.: "Tracheary el ment formation as a model system of coll differen tiation" Int.Rev.Cytol. 136. 289-332 (1992)
• [文献書誌] Yamaki,S.: "Alteration of cellnlar compartment ation and membrane pormeabilily cngars in immaturs and matuse apple fruit" J.Amer.Soc.Hort Sci. 117. 751-954 (1992)
• [文献書誌] Takeshige,T.: "Autophagy in yeast demonstrated with protemasedifi cent mutamts and conditions for its induction" J.Cell Biol.119. 301-311 (1992)
• [文献書誌] Ishige,F.: "identification of a basic glycoprotein endncek by ethy line in promary lcanes of azuki bean as a eathonic poroxdale" Plant Physiol. (1993)
• [文献書誌] Okada,K.: "Effects of liaht on degradation of chloroplyle and proteinls curng scnescence of detacled rice leavcs" Plant Cell Phyoiol. 33. 1183-1191 (1992)