葉緑体から核へ伝達される強光ストレスシグナル伝達経路の解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14740450
• 研究機関: 特殊法人理化学研究所
• 研究代表者: 山本 義治 理化学研究所, 植物機能研究室, 協力研究員 (50301784)
• キーワード: 強光ストレス / 葉緑体 / シロイヌナズナ / マイクロアレイ / 遺伝子発現

研究概要

マイクロアレイを用いた強光応答遺伝子群の同定
7,000遺伝子の発現解析が可能な理研完全長cDNAマイクロアレイを用いて強光応答遺伝子を110個同定した。これらのうち約2/3は乾燥ストレスによっても誘導されるものであり、乾燥ストレスと強光ストレスとの間の太いクロストークの存在が示された。また、低温ストレス及び塩ストレスに対しても応答する"general anti-stress factor" を同定した。これらのうち機能が知られているものはすべてタンパク質や脂質といった細胞内高分子を保護する因子であることが示唆されており、どのような非生物的ストレスに対してもこういった因子が活性化されることは妥当なものであると考えられた。また、アントシアニン合成酵素群並びにリグニン合成酵素群が強光ストレスにより発現誘導を受けることが明らかになったのを受けて、アントシアニン及びリグニン蓄積量の強光に対する影響を解析したところ、いずれも強光処理により蓄積量が増加していることが明らかになった。逆に光合成電子伝達鎖及びアンテナを構成する核遺伝子群は一般に発現現象することが明らかになった。
強光応答に異常を示すシロイヌナズナ変異体の単離と分類
レポーター遺伝子の発現を指標に強光ストレス応答に異常を示すシロイヌナズナ変異体を44系統単離した。また、一部の系統に関してはホモ系統を確立し、RNA発現解析による分類を試みた。また新たに炭素イオンビーム処理により変異誘発した系統を2,000程度作成しスクリーニングの準備に入った。

研究成果

• [文献書誌] Kimura M, Yamamoto YY, Seki M, Sakurai T, Sato M, Abe T, Yoshida S, Manabe K, Shinozaki S, Matsui M: "Identification of Arabidopsis genes regulated by high light stress using cDNA"Photochem Photobiol. (in press). (2003)
• [文献書誌] Sherameti, I., Nakamura, M., Yamamoto, Y.Y., Pfannchmidt, T., Obokata, J., Oelmuller, R.: "Polyribosome loading of spinach mRNAs for photosystem I subunits is controlled by photosynthetic electron transport"Plnat J. 32. 631-639 (2002)