イネのミトコンドリア遺伝子の発現と雄性不稔

水稻线粒体基因表达与雄性不育

基本信息

批准号：
08273207
负责人：
堤伸浩
金额：
$ 0.96万
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：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

播種後7日目のイネ(日本晴)の芽生えから、ミトコンドリアを単離後、ミトコンドリアRNAを抽出し、すでに構築してあるミトコンドリアゲノム全体をカバーするクローンバンクのDNAをプローブとしてノーザンハイブリダイゼーションをおこなった。その結果、イミネトコンドリアゲノム全体の大まかな転写地図が完成し、少なくとも27種、36個の転写単位が存在することがわかった。この結果からイネのミトコンドリアゲノム上には、特に転写活性の高い領域が存在するわけではなく、全体にわたって一様に転写されていることがわかった。今後、より詳細な転写地図を作るとともに、雄性不稔細胞質のミトコンドリアゲノム全体にわたる転写物との差異を見いだす。ミトコンドリア呼吸系を構成するタンパク質で核ゲノムにコードされているもののうち、cytochrome bc_1複合体の構成タンパク質の一つであるRieske型鉄イオウタンパク質(RISP)の2種のcDNA(RISP1,RSIP2)、およびF_1-ATPaseのδ′サブユニットをコードするcDNAをクローンニングし塩基配列を決定した。ゲノミックサザンの結果、RISPについては2コピー、δ′サブユニットについては4コピー以上がイネ核ゲノム上に存在することが示唆された。これらのクローンをプローブとしてノーザン解析を行ったところ、RISP1、δ′サブユニットともに減数分裂期の幼穂で強く発現しているのがわかった。このことは、核にコードされたミトコンドリア呼吸系の遺伝子が協調的に発現していることを示唆している。RISP2についてはどの組織でも発現は弱く、発芽初期の根においてわずかに発現しているのが確認された。

播种后 7 天从水稻 (Nipponbare) 芽中分离线粒体，提取线粒体 RNA，并使用来自先前构建的覆盖整个线粒体基因组的克隆库的 DNA 作为探针进行 Northern 杂交。结果，完成了整个亚胺线粒体基因组的粗略转录图谱，揭示了至少27种类型和36个转录单位的存在。这些结果表明，水稻线粒体基因组上没有特别高转录活性的区域，并且转录在整个过程中是一致的。未来，我们将创建更详细的转录图谱，并发现雄性不育细胞质和整个线粒体基因组转录本之间的差异。在构成线粒体呼吸系统并在核基因组中编码的蛋白质中，作为细胞色素bc_1复合体的构成蛋白质之一的Rieske型铁硫蛋白(RISP)的两个cDNA(RISP1、RSIP2)和cDNA克隆了编码F_1-ATP酶δ'亚基的基因并测定了其核苷酸序列。基因组 Southern 分析表明，水稻核基因组中存在 2 个 RISP 拷贝和 4 个或更多 δ' 亚基拷贝。使用这些克隆作为探针的 Northern 分析表明，RISP1 和 δ' 亚基在减数分裂圆锥花序中强烈表达。这表明核编码的线粒体呼吸系统基因以协调的方式表达。 RISP2在所有组织中均呈弱表达，并且发现在发芽早期的根部中轻微表达。