| 研究実績の概要 |
陸上植物は、環境ストレスに適応する耐性を持ち、その環境ストレス応答の多くはエチレンやABAなどの植物ホルモンにより制御される。27年度は、エチレンのシグナル伝達系の重要な制御因子であるCTR1と、CTR1に類似する未研究の因子CRGの機能を比較し、環境ストレス応答への作用、ABAシグナル伝達系との連携作用を検証することで、CTR1多重遺伝子族の機能分化について新しい知見を得た。さらに、コケ植物のCTR1ホモログであるPpCTR1Lと比較することで、機能分化の進化的な経緯についても検証した。
まず、ctr1, crg変異株とctr1:crg二重変異株の詳細な表現型解析を行ったところ、以下の具体的な機能分化の確証が得られた。(1)高塩濃度または高浸透圧の状況下では、CTR1は発芽を抑制するのに対し、CRGは促進する傾向を示す。(2)発芽時にABAまたはエチレン応答性を持つ遺伝子には、CTR1とCRGどちらかの影響を強く受けるものがある。上記からABA伝達系との連携が顕著であるため、ABAシグナル伝達因子との相互作用を検証したところ、PpCTR1L, CTR, CRGのいずれもABAシグナル伝達因子に結合するという知見が得られ、また、これらのタンパク質は類似する結合特異性を示したが、結合強度において差が見られた。さらに、CTR1とCRGの発現量の比較では、全体的な発現量はCTR1の方が100倍程高いが、環境応答性に関してはCRGの方がやや敏感であることが示唆された。興味深いことに、冠水ストレスにおいてはCTR1とCRGとでは逆に作用する現象がみられた。以上により、CTR1多重遺伝子族の機能分化が、ABAとエチレンのシグナル伝達クロストーク、そして発芽時の環境ストレス応答の多様化に貢献したことが示され、陸上植物の環境ストレス応答の機能拡大と多様化の解明につながる貴重な結果が得られた。
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