高等植物3量体Gタンパク質の機能解析

高等植物三聚体G蛋白的功能分析

基本信息

批准号：
12037216
负责人：
岩崎行玄
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Fukui Prefectural University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12037216/
关键词：
Gibberellin G protein Plant hormone Rice

项目摘要

(1)イネ3量体Gタンパク質の発現場所の解析イネ3量体Gタンパク質αサブユニット遺伝子(RGA1)遺伝子のプロモーター領域(上流900bp)から第3エキソンまでを含む断片に、GUS遺伝子を連結させた形質転換イネを作出した。成熟したイネの茎頂、受粉後3日目の球状胚、受粉後1週間目(第1葉分化期)の茎頂、第1葉原基、幼根原基には、GUS活性は検出されなかった。発現が確認された組織は、胚盤上皮細胞、アリューロン層、伸長節間、節、発達初期の外穎と内穎、および成熟した花粉である。これらの結果より、植物型Gタンパク質は細胞伸長や分泌等の輸送に関与し、細胞分裂には関与しないと推定した。(2)3量体Gタンパク質が関与するシグナルの同定植物3量体Gタンパク質が関与する植物ホルモンとして、ジベレリンに着目し、ジベレリン添加後のαアミラーゼの誘導機構を解析した。イネアリューロン層において、ジベレリン添加後、GAMybとαアミラーゼの転写産物は、野生型に比べ、大黒d1では抑制されていた。このことは、イネアリューロン層では、3量体Gタンパク質は、ジベレリン情報伝達に関与し、転写因子であるGAMybの発現を制御していると考えられた。(3)活性型αサブユニットの作出とその機能解析In vitro mutagenesis法を用いて、αサブユニットに、恒常的に活性型を示すと予想される改変遺伝子を作出した。R191C、Q223L、A356Sの変異体は、GTP結合能を有し、かつ、GTPase活性は、消失していた。このことは、恒常的に活性型の変異体が作出で来たことを示した。(5)遺伝学的手法による大黒d1と類似の表原型を示す変異体の変異遺伝子の単離イネ矮性変異体d11の変異遺伝子の単離を、マップベースクローニング法を用いて行っている。染色体4番の長椀に位置するd11座は、RFLPマーカーL353より0.12cM(7個体)、C559より0.15cM(9個体)に位置することを明らかにした。

(1)水稻三聚体G蛋白的表达位置分析将GUS基因与包含水稻三聚体G蛋白α亚基基因(RGA1)基因的第三外显子的启动子区域(上游900bp)的片段连接。转基因水稻。在成熟水稻芽尖、授粉后3天的球状胚、授粉后1周的芽尖（第一叶分化阶段）、第一叶原基和胚根原基中未检测到GUS活性。确认表达的组织是盾片上皮细胞、糊粉层、伸长的节间、节、发育早期阶段的外颖片和内颖片以及成熟花粉。根据这些结果，我们推断植物型 G 蛋白参与细胞伸长和分泌等运输，但不参与细胞分裂。 (2)涉及三聚体G蛋白的信号鉴定我们以赤霉素作为涉及植物三聚体G蛋白的植物激素为研究对象，分析了赤霉素添加后α-淀粉酶的诱导机制。在水稻糊粉层中，添加赤霉素后，与野生型相比，Daikoku d1 中的 GAMyb 和 α-淀粉酶转录本受到抑制。这表明在水稻糊粉层中，三聚体G蛋白参与赤霉素信息传递并控制转录因子GAMyb的表达。 (3)活性α亚基的创建及其功能分析利用体外诱变，我们在α亚基中创建了一个修饰基因，预计该基因将具有永久活性。 R191C、Q223L和A356S突变体具有GTP结合能力并丧失GTP酶活性。这表明已经产生了组成型活性突变体。 (5)利用遗传方法分离与大黑d1具有相似表型的突变体的突变基因利用图位克隆方法分离水稻矮化突变体d11的突变基因。 d11位点位于4号染色体长臂上，被发现距RFLP标记L353 0.12 cM（7个个体），距C559 0.15 cM（9个个体）。