塩ストレス下での細胞壁構造強化におけるプロリンとその輸送体の役割に関する研究

脯氨酸及其转运蛋白在盐胁迫下增强细胞壁结构作用的研究

基本信息

批准号：
03J00631
负责人：
上田晃弘
金额：
$ 2.11万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

これまでにオオムギの塩誘導型プロリントランスポーター(HvProT)遺伝子を導入した形質転換アラビドプシスについて解析を行ってきた。35Sプロモーターを使った過剰発現株では葉でのプロリン含量の減少により生長量が減少することは前年度の報告で述べた通りであるが、その後の解析により以下のことが明らかになった。葉のプロリン含量減少の原因を探ったところ、プロリン全解系であるプロリンデヒドロゲナーゼ(PDH)遺伝子の発現量と酵素活性が形質転換体で増加していることがわかった。PDHの発現はプロリン処理や、植物をストレスから解放すると増加する。アラビドプシス内在性ProTの発現量は葉肉細胞では少なく、35Sプロモーターの制御下でHvProTが葉で強く作用したために、過剰のプロリンが流入し、その結果、PDH活性が増加してプロリン量の減少が起きたと推察された。オオムギではHvProTタンパク質は免疫染色法により根の最先端部位である根冠に多く存在していた。HvProTの根冠での発現とストレス耐性との関係を調べるため、根冠特異的プロモーターを使って形質転換アラビドプシスを作出した。WISH法により禄冠で強くHvProT遺伝子を発現させている個体を二つ選んで生長を調べたところ、根長が野生株と比較して20%増加しており、根端0-2mmの部位のプロリンの蓄積量は野生株と比較して2-3倍増加していた。しかしながら耐塩性の向上は観察されなかった。オオムギを使った根端付近におけるプロリン蓄積パターンの解析では、塩ストレス下では先端よりもその上位(より成熟した部分)で遊離プロリンが多いことが明らかになった。これはHvProTの発現が最先端部位で強いことと一致しないが、不溶性画分のプロリンおよびハイドロキシプロリン量が先端部位ほど増加しており、遊離プロリンの細胞壁成分としての利用が示唆された。

到目前为止，我们一直在进行转化的拟南芥的分析，该拟南芥已与大麦盐诱导的脯氨酸转运蛋白（HVPROT）基因一起引入。如上一年的报告中所述，由于叶片中脯氨酸含量的降低，使用35S启动子在过表达的菌株中的增长量减少，但是随后的分析显示：当我们研究叶片中脯氨酸含量下降的原因时，我们发现proline defydrogenase（pdh）的表达水平和酶活性的转化是源于基因的，这是一个总体上的刺激，这是一个源于基因的转化，这是一个是一个源于基因的转化。当脯氨酸处理或植物从压力中释放出来时，PDH表达会增加。拟南芥内源性蛋白质的表达水平在叶肉细胞中很小，并且由于HVPROT在35S启动子的控制下对叶子受到强烈影响，因此过量的脯氨酸被涌入，导致PDH活性的增加，脯氨酸的量减少。在大麦中，通过免疫染色的根冠，根冠，根的切削缘。为了研究根冠中的HVPROT表达与应力抗性之间的关系，使用根冠状特异性启动子产生了转化的拟南芥。当选择使用愿望方法在豹子中强烈表达HVPROT基因以检查其生长时，与野生菌株相比，根长度增加了20％，并且与野生菌株相比，脯氨酸在0-2 mm的根边缘的积累增加了2-3倍。但是，未观察到耐盐性的改善。使用大麦对根尖附近的脯氨酸积累模式的分析表明，在盐应力下，比尖端（更成熟的部分）的游离脯氨酸更多。这与HVPROT在最前沿位点的强表达不一致，但是在不溶性分数中的脯氨酸和羟基丙烯量增加了向尖端位点增加，这表明其用作游离脯氨酸的细胞壁成分。