オオムギ渦赤神力の矮性遺伝子(uz)の解析

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 63540534
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 桜井 直樹 広島大学, 総合科学部, 助教授 (90136010)
• キーワード: オオムギ / 矮性 / オ-キシン / mRNA / トランスアミナ-ゼ / ラセマ-ゼ

研究概要

正常型オオムギ系統並赤神力(並)と、矮性系統・渦赤神力(渦)を暗所で育て、その生葉鞘の成長速度に最も差のでる插種後3日目の子葉鞘からmRNAを抽出・精製したmRNAを用い、コムギ胚芽抽出物の無細胞タンパク合成系で、mRNA翻訳物の比較を行った。翻訳されたタンパクを二次元電気泳動にかけ、そのフルオログラムを比較した結果、並で発現していて渦で発現がほとんどみられないタンパクが11種類存在することがわかった。またこの無細胞タンパク合成系に、外からインド-ル酢酸(IAA)を加え、翻訳活性に直接IAAが作用する可能性を調べた。渦の場合、^<35>S-メチオニンおよび^3H-ロイシンのタンパクへの取込みは、IAAによってまったく影響を受けなかった。しかし、並の場合、^3H-ロイシンの取込みのみが外から与えたIAAによって阻害された。この予想外の結果は現在のところ説明ができない。渦でIAAの合成量の低い原因を酵素レベルでおさえるため、IAA生合成経路の比較を行った。並・渦ともD-トリプトファン(D-trp)からIAAが合成され、D-trp、トランスアミナ-ゼの阻害剤(D-シクロセリン)でこの合成が阻害され、両系統でIAAがL-trpからではなくD-trpから合成されている可能性が示された。そこで、L-trpからD-trpへ変換する酵素、trpラセマ-ゼの酵素活性を、並と渦で比較した。租酵素標品で調べたラセマ-ゼ活性の至適pHは、並では7.6であったが渦では、9.7以上で、著しくアルカリ側にかたよっていることがわかった。この両者の至適pHの違いは、並と渦のラセマ-ゼ酵素のアミノ酸配列に差のあることを反映している可能性が極めて高い。現在、イオン交換、ゲル濾過クロマトグラフィ-などで、trpラセマ-ゼの精製をすすめている。この酵素の単離、およびアミノ酸配列の決定が渦の矮性遺伝子の決定に大きく寄与することが期待される。

研究成果

• [文献書誌] Sakurai,N.and S.Kuraishi: "Water potential and mechanical properties of the cell wall of hypocotyls of dark-grown squash (Cucurbita maxima Duch)under water stress" Plant Cell Physiol. 29. 1337-1343 (1988)
• [文献書誌] Wakabayashi,K.,N.Sakurai and S.Kuraishi: "Effects of ABA on synthesis of cell-wall polysaccharides in segments of etiolated squash hyposcotyl I.Changes in incorporation of glucose and myo-inositol into cell wall components" Plant Cell Physiol. 30. 99-105 (1989)
• [文献書誌] Wakabayashi.,K.,N.Sakurai and S.Kuraishi: "Role of the outer fissue in abscisic acid-mediated growth suppession of etiolated squash hypocotyl segments." Physiol Plant. 75. 151-166 (1989)
• [文献書誌] Kuraishi,S.,D.Yamashita,N.Sakurai and S.Hasegawa: "Changes of abscisic acid and auxin as related to dormancy breaking" J.Growth Regul. 8. 3-9 (1989)
• [文献書誌] Kokubo,A.,S.Kuraishi and N.Sakurai: "Culm strength of barley Correlation among maximum bending stress,cell wall dimension and cellulose content" Plant Physiol. 91. 876-882 (1989)
• [文献書誌] Tsurusaki,K.,S.Watanabe,N.Sakurai and S.Kuraishi: "Conuersion of D-tryptophan to indole-3-acetic acid in coleoptiles of a normal and a semi-dwarf barley (Hordeum vulgare)strain" Physiol Plant. (1990)
• [文献書誌] 桜井直樹(分担執筆): "現代植物生理学 第3巻 「細胞壁と細胞伸長」" 朝倉書店, (1990)
• [文献書誌] 桜井直樹(分担執筆): "植物科学入門" 培風館, (1990)