光合成機能統御の器官間コミュニケーション機構

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09274102
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉山 達夫 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (50023453)
• 研究分担者: 林 浩昭 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助教授 (60180973) ; 佐野 浩 奈良先端科学技術大学院大学, 遺伝子教育センター, 教授 (20178809) ; 水野 猛 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (10174038) ; 斉藤 和季 千葉大学, 薬学部, 教授 (00146705) ; 山谷 知行 東北大学, 大学院・農学研究科, 教授 (30144778)
• キーワード: His-Aspリン酸リレー情報伝達系 / サイトカイニン合成酵素 / サイトカイニン情報伝達系 / 師管輸送タンパク質 / グルタミン合成酵素 / NADH-グルタミン酸合成酵素 / 硫酸イオントランスポーター / SNF1タンパク質キナーゼ

研究概要

杉山はトウモロコシにおいて(1)サイトカイニン誘導性ZmRR1,2のサイトカイニン(Cytk)応答性プロモーターを取得し、主に葉肉細胞と孔辺細胞で発現すること、(2)Bタイプレスポンスレギュレーター(RR)に相同し、Cytkに非応答の新規同定のRR(ZmRR8)はZmRR1,2とともに、ZmHP1,2と相互作用しうること、シロイヌナズナ(ARB)において(3)AタイプRRは茎頂や根端の分裂組織で多く発現すること、(4)少なくとも3種のCytk合成酵素を単離・同定した。佐野は(1)ωpk4の類似遺伝子6種をARBで取得し、(2)14-3-3タンパク質の標的タンパク質として4種のタンパク質(CBL2,ATSR1,WL1,2)の存在を指摘し、CBL2が上記他の3タンパク質と相互作用してカルシウムを介した糖の情報伝達に関与することを示唆し、(3)AtsR2とWL2遺伝子の破壊植物体を作製した。水野は、ARBについて(1)新規のHisキナーゼ3種(AHK2,3,4)の遺伝子を取得し、AHK4がサイトカイニンセンサーであること、(2)AHP2の過剰発現体がサイトカイニンに過敏応答すること、(3)Bタイプレスポンスレギュレーターが核に移行することを証明し、(4)疑似レスポンスレギュレーター5種を取得し、それらが時計分子機構に関与することを明らかにした。林は(1)師部特異的発現プロモーターを利用し、イネ葉の師管内に目的タンパク質の導入に成功した。(2)イネ師管にacyl-CoA結合タンパク質とグルタチオン-S-トランスフェラーゼを新規に同定し、前者は師管以外に伴細胞にも存在することを明らかにした。山谷は(1)イネ伴細胞特異的なプロモーターで制御されたGS1アンチセンス形質転換体を作出、(2)NADH-GOGATアンチセンスイネで分けつ数と千粒重の低下を明らかにした。斉藤はARBで(1)イオウ欠乏で誘導される高親和型硫酸イオントランスポーター3種を取得しその機能を明らかにし、(2)低親和型硫酸イオントランスポーター(Sultr2;1)のアンチセンス植物体を解析し、このトランスポーターは種子への硫酸イオン輸送に関与することを指摘するとともに、(3)細胞質局在型アセチル転移酵素の点変異体を用い、0-アセチルセリンを介してこの酵素がイオウ同化を制御することを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Deji,A.: "Genomic organization and transcriptional regulation of maize ZmRRI and ZmRR2 encoding cytokinin-inducible response regulators."Biochim.Biophys.Acta. 1492. 216-220 (2000)
• [文献書誌] Suzuki,T.: "The Arabidopsis sensor His-kinase, AHK4, can respond to cytokinins."Plant Cell Physiol.. 42(in press.). (2001)
• [文献書誌] Ikeda,Y.: "Specific binding of a 14-3-3 protein to autophosphorylated WPK4, an SNF1-related wheat protein kinase, and to WPK4-phosphorylated nitrate reductase."J.Biol.Chem.. 275. 31695-3170* (2000)
• [文献書誌] Takahashi,H.: "The roles of three functional sulfate transporters involved in uptake and translocation of sulfate in Aravidopsis thaliana."Plant J.. 23. 171-182 (2000)
• [文献書誌] Kojima,S.: "Nucleotide sequence of a genomic DNA (Accession No.AB037664) and a cDNA (Accession No.AB037595) encoding cytosolic glutamine synthetase in Sasanishiki, a leading cultivar of rice (Oryza sativa L) in northern Japan. (PGR 00-048)."Plant Physiol.. 122. 1459 (2000)
• [文献書誌] Hayashi,H.: "Proteins in the sieve element-companion cell complexes ; their detection, localization and possible functions."Aust.J.Plant Physiol.. 27.6. 489-496 (2000)
• [文献書誌] Sugiyama,T.: "Advances in Photosynthesis"Regulation of Partitioning of Nitrogen into Machinery for Carbon and Nitrogen Assimilation through Gene Expression in Plants. in press..