色素体における物質集積機能とその発現の分子機構

质体物质积累功能及其表达的分子机制

基本信息

批准号：
02261207
负责人：
河野重行
金额：
$ 0.77万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1990
资助国家：
日本
起止时间：
1990 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

色素体発達段階の初期および老化過程における澱粉粒の消長や色素体核の構造変化に注目し、色素体のシンク・ソ-ス関係の「逆転」や「解消」に関連した色素体構造の変化を調べた。イネの鞘葉および本葉は、葉の発達にともなって原色素体は澱粉粒を蓄積し一旦アミロプラスト化し、澱粉粒の消化とともに葉緑体に分化し光合成を開始する(シンク・ソ-ス関係の逆転)。この時期には原色素体核の著しい構造変化やDNA含量の大幅な増大が見られた。その後の葉緑体の老化にともない、DNA含量の急激な低下や葉緑体核の消失、さらに光合成膜系の崩壊が起こり、葉緑体は完全に光合成機能を失ってしまう(シンク・ソ-ス関係の解消)。これは、葉の老化の極初期(葉の黄化の直前)にZn^<2+>依存性の特殊なヌクレア-ゼ(13,51kDa)が増大し、葉緑体へ移行するためであることがわかった。葉緑体核の消失によって葉緑体の遺伝子発現能(mRNA合成能)は完全に葉緑体から失われてしまうことになる。このように、シンク・ソ-ス関係の逆転や解消の時期に、色素体核には消失をともなう著しい変化が見られ、色素体遺伝子の発現様式に著しい変化があることが予想された。色素体核レベルでの遺伝子発現の制御機構を解析するために、タバコ培養細胞(BYー2)から原色素体核また緑葉から葉緑体核を無傷単離し、<in>___ー <vitro>___ーで転写を続行させ、その転写産物を解析した。その結果、原色素体核と葉緑体核では個々の遺伝子の発現様式には大きな差異があり、またゲノムあたりの発現量でみると葉緑体核には原色素体核の十倍以上の発現量があった。このような著しい差異は従来からよく調べられているエチオプラストから葉緑体への発達段階では見られないものである。原色素体から葉緑体への発達段階でシンク・ソ-ス関係の逆転が起こっている。色素体のシンク・ソ-ス関係に果たす役割の変化は、色素体遺伝子発現様式の著しい変化をともなっていることが明らかになった。

重点关注质体发育早期和老化过程中淀粉粒的变化和质体核的结构变化，质体结构的变化与质体库源关系的“逆转”和“解析”有关。调查了一下。在水稻胚芽体和真叶中，随着叶子的发育，原生质体积累淀粉粒，一旦变成淀粉体，当淀粉粒被消化时，它们分化成叶绿体并开始光合作用（库源关系逆转）。在此期间，观察到原生质体核结构发生显着变化，DNA含量显着增加。随着叶绿体老化，DNA含量迅速下降，叶绿体细胞核消失，光合膜系统崩溃，导致叶绿体完全丧失光合功能（商关系的沉浸溶解）。我发现，这是因为一种特殊的 Zn^<2+> 依赖性核酸酶（13,51kDa）在叶子衰老的早期阶段（就在叶子变黄之前）增加并移动到叶绿体。随着叶绿体核的消失，叶绿体的基因表达能力（mRNA合成能力）也完全丧失。因此，在库源关系逆转或解决期间，质体核发生了显着变化，包括它们的消失，并预测质体基因的表达模式将发生显着变化。为了在质体核水平上分析基因表达的调控机制，我们从培养的烟草细胞（BY-2）中分离出完整的原生质体核和从绿叶中分离出的叶绿体核，并分离出它们<in>____－<体外转录继续>___-并对转录本进行分析。结果，原生质体核和叶绿体核之间的单个基因的表达模式存在很大差异，并且就每个基因组的表达量而言，叶绿体核的表达量是原生质体核的十倍以上。一定量的表达。这种显着的差异在黄质体到叶绿体的发育阶段尚未观察到，而这已被充分研究。库-源关系的逆转发生在从原生质体到叶绿体的发育阶段。研究表明，质体在库-源关系中的作用的变化伴随着质体基因表达模式的显着变化。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

河野重行(分担執筆): "微生物学ハンドブック、石川辰夫ら編、" 丸善, 711 (1990)

Shigeyuki Kono（撰稿人）：“微生物学手册，由 Tatsuo Ishikawa 等编辑，711 (1990)”

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

河野重行(分担執筆): "現代植物生理学 3 生長と分化、柴岡弘郎編" 朝倉書店, 203 (1990)

河野茂之（撰稿人）：《现代植物生理学 3 生长与分化》，芝冈博夫主编《朝仓书店》203（1990）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

酒井敦、根本泰行、山下博史、河野重行、長田敏行、黒岩常祥: "単離色素体核の<in>___ー <vitro>___ー転写系を用いた色素体遺伝子の転写制御機構の解析" 日本植物学会第55回大会研究発表記録、. LaD8 (1990)

Atsushi Sakai、Yasuyuki Nemoto、Hiroshi Yamashita、Shigeyuki Kono、Toshiyuki Nagata、Tsuneyoshi Kuroiwa：“利用分离质体核的<in>___-<vitro>___-转录系统开发质体基因的转录控制机制”“分析”第 55 届日本植物学会年会研究报告记录，LaD8 (1990)