不定胚をモデルとする種子乾燥耐性誘導の分子機構に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08459003
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 鎌田 博 筑波大学, 生物科学系, 教授 (00169608)
• Keywords: ニンジン / 不定胚 / アブシジン酸 / 乾燥耐性 / 細胞内情報伝達 / 種子胚 / 遺伝子発現調節

Research Abstract

種子における乾燥耐性誘導には母植物から供給されるアブシジン酸(ABA)が重要な役割を演じており、その際にはABI3タンパク質がABAの細胞内情報伝達の重要な仲介タンパク質として機能することがシロイヌナズナを用いて推測されてきた。しかし、材料の問題もあり、この過程の分子機構についてはほとんど研究が進んでいない。そこで、発達段階が揃った胚を大量に供給できるニンジン不定胚を用い、この分子機構について研究を進めた。本年度は、シロイヌナズナのABI3遺伝子のニンジンにおけるホモローグであるC-ABI3遺伝子を過剰発現させた植物体(トランスジェニック植物)および過剰発現させた不定胚形成能を消失した細胞(形質転換NC細胞)を育成し、乾燥耐性の有無やECP遺伝子の発現について調査した。その結果、トランスジェニック植物においては、ABA処理により葉でもECP遺伝子が発見するようになることが明らかとなった。しかし、乾燥耐性の有無については明確な結果は得られなかった。一方、形質転換NC細胞では、ABA処理によって新たにECP遺伝子が発現するようになり、同時に、明確な乾燥耐性を獲得したことが明らかとなった。このことから、C-ABI3遺伝子産物は確かにニンジン胚における特異的なABA細胞内情報伝達の仲介タンパク質であり、また、種子における乾燥耐性獲得において重要な役割を演じていることが明らかとなった。ところで、このトランスジェニック植物の薬をABAで処理した場合および無処理の場合におけるECP遺伝子の発現解析の結果、ECP遺伝子のなかには、ABAによる発現誘導が見られないものもあり、胚におけるABA細胞内情報伝達においてはC-ABI3以外にも別な転写制御因子がかかわる機構が存在することも示唆された。次年度以降は、本年度決定したECP遺伝子プロモーターにC-ABI3遺伝子産物がどのように結合するかについて検討する予定である。

Research Products

• [Publications] H.Yang: "Arabidopsis thaliana ECP63 encoding a LEA protein is located in chromosome 4." Gene. 184. 83-88 (1997)
• [Publications] Y.Tachikawa: "Changes in protein pattern during stress-induction of carrot(Daucus carota L.)somatic embryogenesis." Plant Biotechnology,. (in press). (1998)
• [Publications] K.Higashi: "Patterns of expression of glutamine synthetase isoformes during somatic and zygotic embryogenesis in carrot." Plant and Cell Physiology,. (in press). (1998)