食虫植物の消化酵素の起源と進化-新規形質の獲得進化

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16370102
• Research Institution: National Institute for Basic Biology
• Principal Investigator: 長谷部 光泰 National Institute for Basic Biology, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鵜澤 武俊 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (60283842) ; 日渡 祐二 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (10373193)
• Keywords: 食虫植物 / 消化酵素 / プロテアーゼ / 進化 / 新規形質 / サラセニア / ウツボカズラ / モウセンゴケ

Research Abstract

サラセニア プルプレア、アデレーモウセンゴケ、ヒョウタンウツボカズラ、フクロユキノシタから採取した消化液を用いて、消化液内タンパク質をSDS-PAGE法によって分離し、各タンパク質のアミノ酸配列決定を行った。非分解タンパク質N末端のエドマン法によるアミノ酸配列決定に加え、Cleveland法、Trypsin、 lysyl endopeptidaseによるゲル内消化、CNBr分解、膜への転写後の酵素分解などの実験より、合計41タンパク質の部分配列を決定することに成功した。これらのタンパク質をqueryとしてBLASTPを用いた類似性検索を行い、シロイヌナズナの相同遺伝子を探索後、そのシロイヌナズナ遺伝子を新たなqueryとして得られた遺伝子で系統樹を構築した。その結果、同じ性質を持った酵素でも、異なった系統の食虫植物では異なった起源の酵素を用いている場合があることがわかった。一方で、系統が異なっているのに同じ起源の酵素を用いている場合もあり、現在、進化的意義について考察し、論文を作成中である。ヒョウタンウツボカズラのアスパラギンプロテアーゼに対するシロイヌナズナオルソログ遺伝子の機能解析を行った。近縁遺伝子に耐病性遺伝子が見つかったことから、シロイヌナズナオルソログの恒常的過剰発現形質転換体を作成し、Pseudomonasの感染実験を行った。しかし、野生型を比べて特段の違いは見つからなかった。サラセニア プルプレアについて捕虫葉のcDNAライブラリーを作成し、約1000遺伝子のEST配列決定を行った。しかし、消化液分泌タンパク質に対応するような遺伝子を得ることはできなかった。