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本研究の目的は、熱帯樹木の温度依存的なイソプレン放出のオン-オフ調節をモデルとして、その温度センシング及びシグナリング系を解明することである。これまでに、温度変化に伴うシグナリングのネットワーク解析を行い、イソプレン合成酵素遺伝子の発現はエチレン、ジャスモン酸、アブシジン酸のシグナル伝達系及びPIFやLHYなどの日内変動関連転写因子の発現と強い相関を示し、これらが温度変化のシグナル伝達に関わっていることを示唆する結果を得ている。
今年度は前年度までの成果に基づいて提唱されたイソプレン合成系のシグナリング系を検証するため、温度シグナリングに関与する可能性が指摘された植物ホルモンを実際にオオバイヌビワの葉に散布して、イソプレン放出への影響、植物ホルモンシグナリング及び日内変動関連遺伝の発現を評価した。まず初めに、アブシジン酸、サリチル酸、ジャスモン酸、オーキシン、ジベレリンを連続散布し、イソプレン放出への影響を調べた。
散布したすべての植物ホルモンはイソプレン放出を低下させ、とりわけジャスモン酸の効果が最も顕著であった。植物ホルモン散布にともなうイソプレン放出低下の分子機構を解析するため、効果が最も強かったジャスモン酸について、散布後のMEP系中間代謝物、MEP系酵素遺伝子発現、植物ホルモンシグナリング及び日内変動関連遺伝の発現を解析した。その結果、ジャスモン酸はMEP系の酵素活性及び中間代謝産物の濃度に影響は及ぼさなかったが、イソプレン合成遺伝発現とイソプレン合成酵素の量を著しく減少させ、イソプレン放出を抑制した。また、ジャスモン酸のシグナリング系はオーキシン、サイトカイニン及びアブシジン酸系と相互作用をしており、日内変動遺伝子発現にも影響することが確認された。
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