フィトクロムを介する植物の光センシングと生物応答の基本原理の解析

光敏色素介导的植物光传感和生物反应的基本原理分析

基本信息

批准号：
19045017
负责人：
河内孝之
金额：
$ 4.03万
依托单位：
Kyoto University
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：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

光独立栄養生物であり固着生物を営む植物は、生育する場所の光環境を光受容体を介して正確に感知し、成長を最適化している。フィトクロムを単一分子種としてもつ苔類ゼニゴケ(Marchantia polymorpha)と役割分担が進み複数の分子種をもつシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)を材料にフィトクロム信号伝達原理と分子進化研究を進めた。信号伝達の研究は、フィトクロム相互作用タンパク質シロイヌナズナVOZについて研究を進めた。VOZは、ジンクフィンガータンパク質であり、フィトクロム制御の特徴のひとつである遺伝子発現変化に関与すると考えられる。相互作用は、in vitro pull downとY2Hアッセーで確認された。更に、in vivoフィトクロムとの相互作用が、Split Luciferaseアッセーでも検出された。Split LUCの系を利用して、相互作用の光質特異性を検討した。VOZはゲノムに2コピー存在し、単一変異では表現型は観察されない。二重変異体では、フィトクロムが関わる花成時期の表現型を示す。花成に重要なフロリゲンをコードするFT遺伝子の発現を調べたところ、その発現が低下すること、特に、概日リズムのピークが消失することがわかった。生体時計の下流ET遺伝子を制御CO遺伝子発現には変化が見られなかった。最近、植物の低温耐性にフィトクロムによる赤色光と遠赤色光の比率の感知が大きく関わることが示されている。そこで、voz変異体において低温応答を調べたところ、耐凍結性が向上していた。これは、VOZが光のみならず、低温のクロストークに関わる信号伝達因子であると期待された。

是光自人营养和锚定生物的植物，可以通过感光体精确地感知生长位置的光环境，从而优化生长。这些角色已分为三类，其中具有单个分子物种的苔藓苔藓（马丁氏苔藓）和拟南芥（拟南芥），该物种具有多个分子物种，以及对植物染料信号和分子进化原理的研究。信号研究进行了研究植物色素相互作用的蛋白质拟南芥voz。 VOZ是一种锌指蛋白，被认为与基因表达变化有关，这是植物色素调节的特征之一。在体外和Y2H测定中确认了相互作用。此外，在分裂荧光素酶测定中还检测到与体内植物色素的相互作用。使用分裂的LUC系统研究了相互作用的光特异性。基因组中有两个VOZ的副本，并且没有单个突变观察到表型。在双突变体中，涉及植物色素的开花时期的表型。当我们研究编码Florogen的FT基因的表达，这对于开花很重要时，发现其表达降低了，尤其是昼夜节律的峰值。在CO基因表达中未观察到调节生物钟下游基因的变化。最近，已经表明，通过植物色素传感红光与远红光的比率很大程度上与植物的低温耐受性有关。因此，当在VOZ突变体中检查了低温响应时，发现冻结耐药性得到改善。预计这是一个信号因子，不仅涉及光，而且还涉及冷串扰。