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2003 年度 研究成果報告書概要

種子貯蔵タンパク質遺伝子発現の栄養シグナル応答機構

研究課題

研究課題/領域番号 12138201
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関北海道大学

研究代表者

内藤 哲  北海道大学, 大学院・農学研究科, 教授 (20164105)

研究分担者 藤原 徹  東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授 (80242163)
研究期間 (年度) 2000 – 2004
キーワードシロイヌナズナ / メチオニン / 種子貯蔵タンパク質 / イオウ栄養応答 / シスタチオニンγ-シンターゼ / β-コングリシニン / O-アセチルセリン
研究概要

β-コングリシニンのβサブユニット遺伝子プロモーターの硫黄栄養応答領域(βSR)をCaMV 35Sプロモーターの-90 bpの位置に3つタンデムにつないで挿入したキメラプロモーターは,本葉においても硫黄欠乏応答を示した.このプロモーターの下流にGFP遺伝子をつないだDNAを持つシロイヌナズナ株(NOB株)を作出した.NOB株を用いてO-アセチルセリン(OAS)等の効果を調べることにより,βSRが硫黄欠乏応答で中心的な役割を担っていることが示された.また,サイトカイニン処理によりNOB株のGFP蛍光が増加し,内在性の硫黄欠乏応答性遺伝子の発現も増加することが見いだされた.NOB株を用いて突然変異株の分離を行い,硫黄十分条件でも強いGFP蛍光を示す一群の変異株を分離した.osh1変異株ではチオールレダクターゼ遺伝子にエピジェネティックな変化が認められ,OASの蓄積が増加すると共に硫黄欠乏応答性遺伝子の発現も増加していた.また,nbm2変異株ではOASの蓄積は減少していたが,硫黄欠乏応答性遺伝子の発現は増加していた.この変異株ではオーキシンとの関連が示唆される遺伝子に変異が認められ,NOB株におけるサイトカイニンの効果と併せて,硫黄欠乏応答と植物ホルモンとの関連が示唆された.βサブユニット遺伝子はメチオニンによって発現抑制を受けるが,メチオニンを過剰に蓄積するmtol変異をNOB株に導入すると,種子ではGFP蛍光が抑制ざれたが,本葉では影響が見られなかった.一方,全長のβサブユニットプロモーターにCaMV35Sプロモーターのエンハンサー領域をつないだ場合には,本葉においてメチオニン応答を示した.硫黄栄養に対する応答機構の組織特異性が明らかになった.

  • 研究成果

    (49件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (49件)

  • [文献書誌] Kuzuhara, Y.: "Glutathione levels in phloem sap of rice plants under sulfur deficient conditions."Soil Sci.Plant Nutr.. 46. 265-270 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M.: "Distribution and Characterization of Enzymes Causing Starch Degradation in Rice (Oryza sativa cv.Koshihikari)."J.Agric.Food Chem. 48. 245-252 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nambara, E.: "The role of ABI3 and FUS3 loci in Arabidopsis thallana on phase transition from late embryo development to germination."Dev.Bid.. 220. 412-423 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Bartlem, D.: "Mutation in the threonine synthase gene results in an over accumulation of soluble methionine in Arabidopsis."Plant Physiol.. 123. 101-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M.: "ο-Acetyl-L-serine concentration in rosette leaves of Arabidopsis thaliana affected by S and N nutrition in : Sulfur Nutrition and Assimilation in Higher Plants : Molecular, Biochemical and Physiological Aspects."J.C..Paul Haupt Publishers, Berne.. 44. 331-333 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, A.: "The first exon coding region of cystathionine γ-synthase gene is necessary and sufficient for downregulation of its own mRNA accumulation in transgenic Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol.. 42. 1174-1180 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Shibagaki, N.: "elenate resistant mutants of Arabidopsis thaliana identify Sultr1;2, a sulfate transporter required for efficient transport of sulfate into roots."Plant J.. 29. 475-486 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hirai, M.Y.: "Independent roles of methionine and ο-acetyl-L-serine in the regulation of the β subunit gene of β-conglycinin."Soil Sci.Plant Nutr.. 48. 87-94 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M.: "Alteration of seed storage protein composition by glutathione in soybean."Biosci.Biotech.Biochem.. 66. 1751-1754 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Goto, D.B.: "A single-nucleotide mutation in a gene encoding S-adenosylmethionine synthetase is associated with niethionine over-accumulation phenotype in Arabidonsis thaliana."Genes Genet.Syst.. 77. 89-95 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshida, K.T.: "The synergistic effects of sugar and abscisic acid on myo-inositol-1-phosphate synthase expression."Physiol.Plant... 114. 581-587 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M.: "A 235 bp region from a nutritionally regulated soybean seed-specific gene promoter can confer its sulfur and nitrogen response to a constitutive promoter in aerial tissues of Arabidopsis thallana."Plant Sci.. 163. 75-82 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Goto, D.B.: "AtMRD1 and AtMRU1, two novel genes with altered mRNA levels in the methionine over-accumulating mto1-1 mutant of Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol... 43. 923-931 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ominato, K.: "Identification of a short highly conserved amino acid sequence as the functional region required for posttranscriptional autoregulation of the cystathionine γ-synthase gene in Arabidovsis."J.Bid.Chem.. 277. 36380-36386 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ohkama, N.: "Differential tissue-specific response to sulfate and methionine of a soybean seed storage protein promoter region in transgenic Arabidopsis."Plant Cell Physiol.. 43. 1266-1275 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Ohkama, N.: "Cytokinins upregulate expression of sulfur-responsive genes in Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol.. 43. 1493-1501 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Hirai, M.Y.: "Global expression profiling of sulfur-starved Arabidopsis by DNA macroarray reveals the role of ο-acetyl-L-serine as a general regulatoi of gene exoression in resnonse to sulfur nutrition"Plant J.. 33. 651-663 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Chiba, Y.: "S-Adenosyl-L-methionine is an effector in the posttranscriptional autore gulation of the cystathionine γ-synthase gene in Arabidopsis."Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 100. 10225-10230 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Tsuchiya, Y.: "The FUS3 transcription factor functions through the epidermal regulat or TTG1 during embryogenesis in Arabidopsis."Plant J.. 37. 73-81 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kasajima, I.: "A protocol for rapid DNA extraction from Arabidopsis thalialla for PCR analysis."Plant Mol.Biol.Rep.. 22. 1-4 (2004)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 千葉由佳子, 内藤 哲: "植物細胞の分裂-その装置と制御機構-"秀潤社. 171-175 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 内藤 哲: "朝倉植物生理学講座2 代謝"朝倉書店. 4-13 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 内藤 哲, 藤原 徹: "朝倉植物生理学講座4 成長と分化"朝倉書店. 165-170 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 藤原 徹, 内藤 哲: "植物栄養・肥料の事典"朝倉書店. 674-682 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Fijiwara, T., Nambara, B., Yamagishi, K., Goto, D.B., Naito, S.: "Storage Proteins, The Arabidopsis Book"American Society of Plant Biologists. (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 内藤 哲: "蛋白質核酸酵素 別冊:植物の形づくり 遺伝子から見た分子メカニズム"共立出版. 1471-1475 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 尾之内均, 千葉由佳子, 内藤 哲: "蛋白質核酸酵素 別冊:植物の形づくり 遺伝子から見た分子メカニズム"共立出版. 1730-1734 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 藤原 徹, 内藤 哲: "農芸化学の事典"朝倉書店. 616-620 (2003)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Kuzuhara, Y., Isobe, A., Awazuhara, M., Fujiwara, T., Hayashi, H.: "Glutathione levels in phloem sap of rice plants under sulfur deficient conditions"Soil Sci. Plant Nutr.. 46. 265-270 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M., Nakagawa, A., Yamaguchi, J., Fujiwara, T., Hayashi, H., Hatate, K., Chino, M., Shimada, A.: "Distribution and Characterization of Enzymes Causing Starch Degradation in Rice (Oryza sativa cv. Koshihikari)"J. Agric. Food Chem. 48. 245-252 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Nambara, E., Hayama, R., Tsuchiya, Y., Nishimura, M., Kawaide, H., Kamiya, Y., Naito, S.: "The role of ABI3 and FUS3 loci in Arabidopsis thaliana on phase transition from late embryo development to germination"Dev. Biol.. 220. 412-423 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Bartlem, D., Lambein, I., Okamoto, T., Itaya, A., Uda, Y., Kijima, F., Tamaki, Y., Nambara, E., Naito, S.: "Mutation in the threonine synthase gene results in an over-accumulation of soluble methionine in Arabidopsis"Plant Physiol.. 123. 101-110 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M., Hirai, M.Y., Hayashi, H., Chino, M., Naito, S., Fujiwara, T.: "O-Acetyl-L-serine concentration in rosette leaves of Arabidopsis thaliana affected by S and N nutrition. In : Sulfur Nutrition and Assimilation in Higher Plants : Molecular Biochemical and Physiological Aspects"Edited by Brunold, C., Rennenberg, H., De Kok, L.J., Stulen, I. and Davidian, J.C., Paul Haupt Publishers, Berne. 331-333 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Suzuki, A., Shirata, Y., Ishida, H., Chiba, Y., Onouchi, H., Naito S.: "The first exon coding region of cystathionine γ-synthase gene is necessary and sufficient for downregulation of its own mRNA accumulation in transgenic Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 42. 1174-1180 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Shibagaki, N., Rose, A., McDermott, J.P., Fujiwara, T., Hayashi, H., Yoneyama, T., Davies, J.P.: "Selenate resistant mutants of Arabidopsis thaliana identify Sultr1 ; 2, a sulfate transporter required for efficient transport of sulfate into roots"Plant J.. 29. 475-486 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hirai, M.Y., Kim, H., Hayashi, H., Chino, M., Naito, S., Fujiwara, T.: "Independent roles of methionine and O-acetyl-L-serine in the regulation of the β-subunit gene of □ β-conglycinin"Soil Sci. Plant Nutr.. 48. 87-94 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M., Kim, H., Hayashi, H., Chino, M., Kim, S., Fujiwara, T.: "Alteration of seed storage protein composition by glutathione in soybean"Biosci. Biotech. Biochem.. 66. 1751-1754 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Goto, D.B., Ogi, M., Kijima, F., Kumagai, T., van Werven, F., Onouchi, H., Naito, S.: "A single-nucleotide mutation in a gene encoding S-adenosylmethionine synthetase is associated with methionine over-accumulation phenotype in Arabidopsis thaliana"Genes Genet. Syst.. 77. 89-95 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Yoshida, K.T., Fujiwara, T., Naito, S.: "The synergistic effects of sugar and abscisic acid on myo-inositol-1-phosphate synthase expression."Physiol. Plant.. 114. 581-587 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Awazuhara, M., Kim, H., Goto, D.B., Matsui, A., Hayashi, H., Chino, M., Kim, S.-G., Naito, S., Fujiwara, T.: "A 235 bp region from a nutritionally regulated soybean seed-specific gene promoter can confer its sulfur and nitrogen response to a constitutive promoter in aerial tissues of Arabidopsis thaliana."Plant Sci.. 163. 75-82 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Goto, D.B., Naito, S.: "AtMRD1 and AtMRU1, two novel genes with altered mRNA levels in the methionine over-accumulating mto1-1 mutant of Arabidopsis thaliana."Plant Cell Physiol.. 43. 923-931 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ominato, K., Akita, H., Suzuki, A., Kijima, F., Yoshino, T., Yoshino, M., Chiba, Y., Onouchi, H., Naito, S.: "Identification of a short highly conserved amino acid sequence as the functional region required for posttranscriptional autoregulation of the cystathionine γ-synthase gene in Arabidopsis."J. Biol. Chem.. 277. 36380-36386 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ohkama, N., Goto, D.B., Fujiwara, T., Naito, S.: "Differential tissue-specific response to sulfate and methionine of a soybean seed storage protein promoter region in transgenic Arabidopsis."Plant Cell Physiol.. 43. 1266-1275 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Ohkama.N., Takei.K., Sakakibara, H., Hayashi, H., Yoneyama, T., Fujiwara, T.: "Cytokinins upregulate expression of sulfur-responsive genes in Arabidopsis thaliana"Plant Cell Physiol.. 43. 1493-1501 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Hirai, M.Y., Fujiwara, T., Awazuhara, M., Kimura, T., Noji, M., Saito, K.: "Global expression profiling of sulfur-starved Arabidopsis by DNA macroarray reveals the role of O-acetyl-L-serine as a general regulator of gene expression in response to sulfur nutrition"Plant J.. 33. 651-663 (2003)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Chiba, Y., Sakurai, R., Yoshino, M., Ominato, K., Ishikawa, M., Onouchi, H., Naito, S.: "S-Adenosyl-L-methionine is an effector in the posttranscriptional autoregulation of the cystathionine γ-synthase gene in Arabidopsis."Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 100. 10225-10230 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Tsuchiya, Y., Nambara, E., Naito, S., McCourt, P.: "The FUS3 transcription factor functions through the epidermal regulator TTG1 during embryogenesis in Arabidopsis"Plant J.. 37. 73-81 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kasajima, I., Ide, Y., Ohkama-Ohtsu, N., Hayashi, H., Yoneyama, T., Fujiwara, T.: "A protocol for rapid DNA extraction from Arabidopsis thaliana for PCR analysis"Plant Mol. Biol. Rep.. 22. 1-4 (2004)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Fujiwara, T., Nambara, E., Yamagishi, K., Goto, D.B., Naito, S.: "Storage Proteins, The Arabidopsis Book, eds. C. R. Somerville and E. M. Meyerowitz"American Society of Plant Biologists, Rockville, MD, doi/10. 1199/tab. 0020, http://www.aspb.org/publications/arabidopsis/.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2005-04-19  

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