レタス芽生えの低pHによる根毛原基形成における細胞骨格系の役割解析

细胞骨架系统在低pH诱导生菜芽根毛原基形成中的作用分析

基本信息

批准号：
13740474
负责人：
高橋秀典
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

レタス芽生えでは、生育用液体培地のpHをpH6からpH4に低下させると、根の表皮細胞で微小管のランダム化が起きて、根毛形成が誘導される。そして、この微小管配列のランダム化は根毛形成に必須の現象である(Takahashi et al.,2003a)。平成14年度は、この微小管配列のランダム化と植物ホルモンの1つであるエチレンとの関係を調べた。pH4でもエチレン合成阻害剤のAVGを添加すると、微小管配列のランダム化も根毛形成も阻害された。逆に、pH6でもACC添加により微小管配列のランダム化が誘導され、根毛も形成されるようになった。このことから、pH低下による根毛形成時の微小管配列のランダム化は、エチレンにより誘導されることがわかった。そこで次に、エチレン合成の律速段階となるレタスACC合成酵素遺伝子2つ(Ls-ACS1,2)の発現を解析した(Takahashi et al.,2003b)。エチレン前駆体(ACC)添加により、Ls-ACS1,2ともにmRNA量の増大がみられたが、オーキシン添加ではLs-ACS2のみmRNA量が増大した。また、暗黒下に比べ、赤色光照射ではLs-ACS1のmRNA量が増大し、青色光照射は白色光照射と同程度にさらにLs-ACS1のmRNA量の増大がみられた。一方、LsACS2のmRNA量は光の影響を受けず、いずれの光を照射したときも暗黒下と同レベルであった。各色の光照射時に芽生えから発生するエチレン量の大小関係は、Ls-ACS1のmRNA量の増大に与える各色光の影響の大小と同じ関係であった。以上の結果と、pH低下後、まずLs-ACS2の発現が増大し、次いでLs-ACS1の発現が増大する(平成13年度実績報告)ことを考え合わせると、「pH低下→根毛形成領域でのオーキシン濃度・オーキシン感受性の増大→Ls-ACS2によるエチレン合成→Ls-ACS1によるエチレン合成→微小管配列のランダム化→根毛形成」の流れが推測される。

在生菜发芽中，当生长液体培养基的pH值从pH6降低到pH4时，根表皮是随机的，并诱导根毛。该微观序列的随机化是一种基本现象（Takahashi等，2003a）。在2002财年，我们研究了该微观阵列和乙烯的随机化关系，乙烯是植物激素之一。当在PH4中添加乙烯合成抑制剂的AVG时，会阻碍显微镜序列的随机形成和根部毛发形成。相反，即使在PH6中，ACC添加也导致了微观序列的随机化，并且已经形成了根毛。由此，发现乙烯诱导了pH根形成过程中显微镜序列的随机化。接下来，我们分析了两种生菜ACC合成酶的表达（LS-ACS1，2），即乙烯合成水平（Takahashi等，2003b）。随着乙烯前体（ACC）的添加，LS-ACS1和2的mRNA量增加，但仅LS-ACS2增加了AXIN添加中的mRNA量。另外，在红光照射下LS-ACS1的mRNA量增加，LS-ACS1的mRNA量与白光照射一样多。另一方面，LSACS2的mRNA量不受光的影响，并且在辐照任何光线时处于黑暗下的水平。在每种颜色的光照射期间，从芽菜产生的乙烯量的大小关系与每种颜色光的大小相同，从而增加了LS-ACS1的mRNA量。考虑到上述结果以及LS-ACS2的表达首先增加，然后LS-ACS1的表达增加（在2001年报告）：“ pH降低→根部头发形成区域。轴浓度和轴敏感性的流动→通过LS-ACS2→用LS-ACS1合成乙烯合成乙烯→微观序列的随机化→根毛的形成”。