植物の栄養ストレス下における糖代謝およびストレス関連酵素

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07263202
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 松井 博和 北海道大学, 農学部, 助教授 (90109504)
• 研究分担者: 森 春英 北海道大学, 農学部, 助手 (80241363) ; 伊藤 浩之 北海道大学, 農学部, 助手 (10241366)
• キーワード: 栄養ストレス / ブランチングエンザイム / アミラーゼ / ペルオキシダーゼ

研究概要

本研究では、低栄養素ストレス下でも期待する収量が得られるよう、栄養素の利用効率を高めた作物の作出が急務と考え、作物が多量に集積するデンプンに着目した。サイトウやイネを材料に、デンプン合成・分解に関わる酵素と、いわゆるストレス関連酵素であるperoxidaseについて得られた成果を概説する。
1.デンプン枝付け酵素(Branching enzyme: BEと略)の精製と諸性質……トラマメ登熟種子よりBEを精製し、一般的な諸性質を明らかにした。本酵素はZn^<2+>やHg^<2+>などの金属イオンにより阻害されるばかりでなく、Ca^<2+>によっても強い阻害を受けた。N末端配列とプロテアーゼ消化による幾つかのペプチド断片の配列を解析したところ、イネおよびトウモロコシ起源のBEに高い相同性を示した。
2.α-Amylaseの精製とcDNAの解析……トラマメ発芽期と登熟期のcDNA解析を行った。両者には3'末端側のpolyA部分のみに相違が認められた。一方、緑葉中のα-Amylaseを単一に精製し、発芽種子α-Amylaseと性質や一次配列が酷似していることを明らかにした。
3.ストレス酵素Peroxidase遺伝子……イネperoxidaseをコードするprxRPN cDNAに対応する遺伝子(poxN)を単離し構造を解析した。さらに、プロモーター領域を5段階に削り込み、その下流にβ-グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子を導入した各プラスミドを用いてタバコを形質転換し、得られた形質転換タバコ葉に幾つかの処理を施しGUS活性を測定した。

研究成果

• [文献書誌] S. Iwanami: "Chemical Modification and Amino Acid Sequence of Activesitein Sugar Beet α-Glucosidase" Biosci. Biotech. Biochem.,. 59. 459-463 (1995)
• [文献書誌] K. Ozawa: "Purification and Properties of Acid Thosphatase Secreted from Lupin Roots under Phosphorus-Deficient Conditions" Soil Sci. Plant Nutr.,. 41. 461-469 (1995)
• [文献書誌] M. OsaRi: "Accumulation of Carbon and Nitrogen Compounds in Sweet Potato Plants Grown under D. flerent Nitrogen Application Rates" Soil Sci. Plant Nutr.,. 41. 547-555 (1995)
• [文献書誌] H. Ito: "Genomic Nucleotide Sequence of a Rice peroxidase Gene." Plant Physiol.,. 108. 1747 (1995)
• [文献書誌] H. Mori: "Substrate Specificity and Subsite Affinities of α-Amylase from Germinating Cotyledons of Phasedus vulgaris L. cv. Toramame" Oyo Toshitsu KagaRu. 42. 387-394 (1995)
• [文献書誌] S. Iwanami: "Hentification of Essentiul Ionizable Groups of Rice α-Glucosidase II" Oyo Toshitsu KagaRu. 43(in press). (1996)