作物の葉の老化過程における植物ホルモンをシグナルとする光合成活性の制御機構

作物叶片衰老过程中植物激素信号控制光合活性机制

• 批准号: 07760012
• 负责人: 大川 泰一郎
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 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: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07760012/
• 关键词: 老化; 植物ホルモン; RuBPCase; 遺伝子発現; 光合成活性; サイトカイニン; 水稲; ダイズ

作物の葉の老化過程における植物ホルモンによる光合成活性の制御機構を明らかにするため、水稲およびダイズを用いて、葉の各種サイトカイニンの定量方法の検討、光合成活性と密接に関係するRuBPCaseの量および遺伝子発現量の定量方法を確立し、葉の老化に伴うサイトカイニン量とRuBPCase量との関係、RuBPCase遺伝子発現量との関係について検討を行った。葉の植物ホルモンの定量は、HPLC-ELISA法により行い、溶媒抽出、フェノール物質を除去後、カラムクロマトグラフィ、HPLCにより精製し、サイトカイニンのモノクローナル抗体を利用したエンザイムイムノアッセイ法により分析を行った。その結果、水稲では遊離型のゼアチン、ゼアチンリボシド量は、葉の展開完了直後に最も大きく、その後減少することがわかった。RuBPCaseの遺伝子発現量は、水稲のRuBPCaseのラージサブユニット(rbcS)、スモ-ルサブユニット(rbcS)のcDNAを用いて、ノーザンハイブリダイゼーション法によりrbcS,rbcLのmRNAを検出し、葉の老化過程のRuBPCase量およびmRNA蓄積量の変化を検討した。その結果、葉の老化に伴うRuBPCase量の低下の過程で、rbcL mRNAはほとんど減少はみられないが、rbcS mRNAは減少が認められた。出液中のサイトカイニン量の多く老化の遅い水稲品種アケノホシでは老化の早い日本晴に比べて、rbcS mRNA量を高く維持することがわかった。このことから、葉の老化の過程で、根でつくられ地上部に運ばれるサイトカイニンはRuBPCaseのスモ-ルサブユニットの遺伝子発現を促進し、その酵素量を高く維持する可能性の大きいことが示唆された。

为了阐明作物叶片衰老过程中植物激素对光合活性的控制机制，我们研究了水稻和大豆叶片中多种细胞分裂素的定量方法，并研究了与光合作用密切相关的RuBPCase的含量和基因。我们建立了表达量的定量方法，并研究了伴随叶子老化的细胞分裂素和RuBPCase的量之间的关系以及RuBPCase基因表达量之间的关系。采用HPLC-ELISA法对叶片中植物激素进行定量，然后进行溶剂提取、去除酚类物质、柱层析和HPLC纯化，并使用细胞分裂素单克隆抗体通过酶免疫分析法进行分析。结果发现，在水稻中，游离玉米素和玉米素核苷的量在叶子展开完成后立即最高，然后下降。 RuBPCase的基因表达水平通过使用水稻RuBPCase的大亚基(rbcS)和小亚基(rbcS)的cDNA通过Northern杂交检测rbcS和rbcL的mRNA来测定RuBPCase水平和mRNA积累的变化。结果，在与叶子老化相关的RuBPCase水平降低的过程中，rbcL mRNA几乎没有减少，但rbcS mRNA却减少了。研究发现，与衰老较快的日本晴相比，渗出液中细胞分裂素含量较高且衰老较慢的水稻品种“Akenohoshi”保持了较高水平的rbcS mRNA。这表明在叶片衰老过程中,根部产生并转运至地上部分的细胞分裂素促进RuBPCase小亚基基因表达,极有可能将酶水平维持在高水平。事情完成了。

项目成果

大川泰一郎: "トウモロコシ葉身のC_4型PEPCase遺伝子(C4Ppcl)の発現制御とサイトカイニン" 日本作物学会紀事. 64(2). 67-68 (1995)

Taiichiro Okawa：“玉米叶片中C_4型PEPCase基因(C4Ppcl)和细胞分裂素的表达调节”日本作物学会通报64(2)(1995)。

Ookawa,T: "Genetic analysis of the churacteris tics related to lodging resistance in a cross between koshihikari and Chugoku 117." The 2nd Asian Crop Science Conference. 2(発表予定). (1996)

Ookawa，T：“与越光和中国 117 杂交的抗倒伏性相关的遗传分析”，第二届亚洲作物科学会议（1996 年）。

Ookawa,T: "Utilization of the ecophysiological characters in the long culm-ear weight type cultivavs for super-high yielding rice breeding and the possibility of introduction of the ladging resistance" Rice Genetics III. 3(発表予定). (1996)

Ookawa，T：“利用长秆穗重量型栽培品种的生态生理特征进行超高产水稻育种和引入抗积层的可能性”《水稻遗传学》III 3（待出版）。