| 研究課題/領域番号 |
15380121
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
林産科学・木質工学
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
堤 祐司 九州大学, 農学研究院, 助教授 (30236921)
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| 研究分担者 |
森元 聡 九州大学, 薬学研究院, 助教授 (60191045)
重松 幹二 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教授 (00242743)
清水 邦義 九州大学, 農学研究院, 助手 (20346836)
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| 研究期間 (年度) |
2003 – 2005
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| キーワード | ペルオキシダーゼ / リグニン / ストレス応答 / 細胞壁 / ゲノム / プロテオーム / トランスクリトーム |
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| 研究概要 |
本研究では、ポプラペルオキシダーゼ遺伝子の網羅的取得と発現解析を行い、リグニン生合成およびストレス応答にかかわるペルオキシダーゼの機能を解明することを目的とした。
まず、ポプラゲノムプロジェクトからペルオキシダーゼ遺伝子の解析を行い、現在までに83個の遺伝子を発見するとともに、独立した31個のペルオキシダーゼ遺伝子の単離とリアルタイムPCRによる定量的転写解析を行った。その結果、転写量が特に大きな8クローンおよび葉柄に高い部位特異性を示すクローンを同定した。また、7クローンは高いストレス誘導性が確認され、中でもPO55はストレス処理によりその転写量が10倍に増加した。
次いで、定常状態のポプラ各組織に発現しているペルオキシダーゼのプロテオーム解析を行った。分化中木部のみで確認されたペルオキシダーゼアイソザイムは2つあり、そのうちの1つはPO35であり、リグニン生合成への関与が示唆された。タンパクレベルにおいて内皮や葉で高い発現が確認されたPO34やPO70は、転写解析においてストレス誘導性が確認されたことから、スベリン合成やまた傷害ストレスなどへの抵抗性反応に関与していると考えられた。
高分子リグニンのin vitro重合を触媒しうる特異的ペルオキシダーゼアイソザイム(CWPO-C)を同定した。そのcDNAを単離するとともに発現解析を行った結果、本遺伝子はポプラ(Populus alba L.)組織内で恒常的に発現する一方で、各種ストレスによる発現の誘導は起こらなかった。また、精製酵素を用い抗体を作成したポリクローナル抗体を用いてポプラ二次木部における局在を免疫組織観察した結果、本酵素は細胞間層、セルコーナー、および二次壁に局在しており、その分布強度はリグニンの蓄積量と良く一致していた。以上の結果より、CWPO-Cはリグニン生合成に関与するペルオキシダーゼアイソザイムであることが強く示唆された。
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