アミロプラストの分化過程における色素体遺伝子の発現制御とその分子機構

淀粉体分化过程中质体基因表达调控及其分子机制

基本信息

批准号：
05740476
负责人：
酒井敦
金额：
$ 0.64万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

タバコ培養細胞BY-2は、オーキシン(2,4-D;0.2mg/l)を含む通常培地中では未分化な原色素体をもつが、オーキシンを含まずサイトカイニン(BA;1mg/l)を添加した改変培地に植え継ぐと、細胞内の色素体は大量のデンプンを蓄積し、約48時間でアミロプラストへと分化する。このアミロプラスト分化誘導系を用いて、アミロプラストの分化過程における色素体遺伝子の発現制御様式を解析した。アミロプラスト分化過程では細胞数はほとんど増加せず、細胞当たりの色素体数、色素体DNAコピー数も分化過程を通じてほぼ一定であった。この過程における色素体遺伝子の転写活性の変化を調べるため、経時的に色素体核を単離し、そのin vitro転写活性を測定した。単位DNAあたりの転写活性は誘導開始6時間後に一過的に上昇した後急速に低下し、48時間後には誘導開始時の25%程度に減少した。9種類の代表的な色素体遺伝子の転写活性の変動をハイブリダイゼーションにより調べたところ、atpA,atpB,rpoB,petB,rbcL,rpl16,23SrRNA遺伝子の転写活性は一過的に上昇した後、誘導開始時の数%にまで減少するが、psbA(光化学系II反応中心32kDaタンパク質遺伝子)とpsaA-B(光化学系Ip700アポタンパク質A1/A2遺伝子)の転写活性はアミロプラスト分化過程を通じて比較的高く、誘導開始時の30-50%に保たれることが分かった。さらに、色素体転写産物蓄積量の変化を調べたところ、多くの色素体遺伝子の転写産物量は誘導開始直後に一過的に上昇した後、そのまま一定の値を保つか漸減したのに対し、psbaおよびpsaA-B転写産物量はアミロプラスト形成過程を通じて増加を続けた。転写産物蓄積量の変化とin vitro転写活性の変化は概ね一致する。しかし、多くの色素体遺伝子の転写活性が著しく低下した後においてもそれらの転写産物量は比較的一定のレベルを保っていることから、アミロプラストにおける転写産物の分解速度は極めて遅いことが示唆された。

烟草培养的细胞By-2的主要质体在含有生长素（2,4-D； 0.2 mg/L）的正常培养基中未分化，但是当在不含生长素的改良培养基中种植时，含有生长素并添加了细胞分裂素（Ba; 1 mg/L），质体在细胞中堆积了大量的淀粉和淀粉和淀粉菌的大量含量。使用这种淀粉样分化诱导剂系统，分析了淀粉样基因在淀粉样分化过程中的表达控制模式。在淀粉样细胞分化过程中，细胞数量没有增加，在整个分化过程中，每个细胞的质体数量和质体DNA拷贝数几乎是恒定的。为了研究质体基因在此过程中的转录活性的变化，随着时间的流逝，分离了质子核，并测量其体外转录活性。每单位DNA的转录活性在诱导开始后6小时突然增加，然后迅速减少，48小时后，诱导开始时降至约25％。当通过杂交研究九种代表性质体基因的转录活性时，发现ATPA，ATPB，ATPB，RPOB，PETB，RBCL，RPL16和23S rRNA基因的转录活性暂时增加，然后在诱导开始时降低至几％，但PSBA II II psba Reatsion Contration stota stota stota stota stota stota stota stota stota stota stota stota in II psba Rattion Ception 322. （Photosystem IP700 Apoprotein A1/A2基因）在整个淀粉样物质分化过程中相对较高，在诱导开始时保持为30-50％。此外，当我们研究质体转录本的积累变化时，启动诱导后，许多塑料基因的转录本次数立即暂时增加，然后在整个淀粉液形成过程中持续不断或逐渐减少，而PSBA和PSAA-B转录本的量则继续增加。转录本积累的变化和体外转录活性的变化通常是一致的。然而，即使在许多质体基因的转录活性显着降低后，转录本的量仍保持相对恒定的水平，这表明淀粉样品中转录本的降解速率非常慢。