樹木のリグニン生合成とストレス応答におけるペルオキシダーゼ機能と発現の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15380121
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 堤 祐司 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (30236921)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 清水 邦義 九州大学, 大学院・農学研究院, 助手 (20346836) ; 重松 幹二 岐阜大学, 農学部, 助教授 (00242743) ; 森本 聡 九州大学, 薬学研究院, 助教授 (60191045)
• Keywords: リグニン / 生合成 / ペルオキシダーゼ / アイソザイム / ストレス応答 / 発現解析 / ポプラ

Research Abstract

1.PO cDNAの取得と発現解析:ポプラ(poplus alba L.)の分化中木部、シュート、成葉よりmRNA調整後、逆転写反応によりcDNAを合成した。クラスIIIペルオキシダーゼに保存された数種の配列をもとにプライマーを作成した。これらプライマーの組み合わせと、先に合成したcDANを鋳型に用いてPCR反応行い、ペルオキシダーゼcDNAの部分配列を単離した。現在までに15種以上のクローンを単離した。これらの発現解析の結果、葉において発現されるペルオキシダーゼ遺伝子の数は分化中木部に比べて少なく、特定ペルオキシダーゼ遺伝子の発現頻度が高いことが明らかとなった。
2.ポプラペルオキシダーゼ遺伝子の検索:ポプラゲノムプロジェクトのドラフトシークエンスデータからペルオキシダーゼと相同性の高い配列を抽出し、アッセンブリーを行った。現在の段階で50種をこえる暫定ペルオキシダーゼ遺伝子の存在が予想された。
3.ペルオキシダーゼのストレス応答性:取得したペルオキシダーゼcDNA配列をもとに、傷害ストレス応答性を競合的PCRによって調査した。当年性ポプラの幹に傷害ストレスを与えた後、48時間以内の発現挙動を経時的に調査した。その結果、酸性ペルオキシダーゼに分類されるペルオキシダーゼは傷害ストレスによって24時間から48時間以内に発現誘導されるが、塩基性ペルオキシダーゼの誘導は起こらず、ストレスの有無にかかわらず恒常的に発現していた。また、後者は分化中木部、シュート、葉など大部分の組織に恒常的に発現していることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] S.Sasaki, T.Nishida, Y.Tsutsumi, k.Kondo: "Lignin dehydrogenative polymerization mechanism : a poplar cell wall peroxidase directly oxidizes polymer lignin and produces in vitro dehydrogenative polymer rich in !-0-4 linkage"FEBS letters. 印刷中.