シロイヌナズナにおけるアブシジン酸の量の調節機構の解明

拟南芥脱落酸水平调控机制的阐明

• 批准号: 05J06377
• 负责人: 岡本 昌憲
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Tokyo Metropolitan University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J06377/
• 关键词: アブシジン酸; 種子; 休眠; 発芽; 乾燥耐性; イネ; 冠水; エチレン; 農薬開発

2004年度、シロイヌナズナでのABAの主要な不活性化経路に関わる4つのABA8'位水酸化酵素(シトクロムP450 CYP707A1〜4)を理化学研究所との共同研究により同定した。本年度は、それぞれのCYP707Aの生理的機能を明らかにするために、乾燥ストレス時および種子成熟から発芽時のCYP707Aの遺伝子発現および変異体の形質解析を行った。T-DNA変異体を用いた解析において、cyp707a1とcyp707a3変異体は葉からの蒸散量の減少と植物体の内生ABA量の増加が観察され、cyp707a1 cyp707a3二重変異体では、それらの形質がさらに強くなった。また、CYP707A1とCYP707A3のプロモーターGUSを作成した結果、CYP707A1は孔辺細胞でCYP707A3は維管束で発現が観察された。これらの結果から、CYP707A1とCYP707A3は異なる発現部位でABA量を制御し、気孔の開閉を制御していることが明らかとなった。イネが冠水するとエチレンの濃度が増加し、内生ABA量が減少することでshootの伸長が引き起こされるが、その分子メカニズムは明らかでなかった。冠水処理後の内生ABA量とABAの代謝産物を分析すると、ABA量の減少に伴い、ABAの代謝産物であるPAの増加が観察された。さらに、冠水初期において、イネのABA8'水酸化酵素遺伝子(OsABA8ox1)の発現量が増加した。冠水時におけるエチレン濃度の増加がOsABA8ox1の発現量を制御しているかを明らかにするために、好気条件下でエチレンやACCを処理した。その結果、好気条件であっても、OsABA8ox1の発現量の増加とABA量の減少が観察された。この結果から、冠水時におけるABA量の減少がエチレン依存的なOsABA8ox1の発現制御によるものであることが明らかになった(東大・中園助教授との共同研究)。

2004年，通过与Riken的合作确定了四个ABA'IP羟化酶（细胞色素P450 CYP707A1-4）参与ABA主要失活途径。在今年，我们对干旱压力和种子成熟到发芽期间CYP707A的基因表达和突变体进行了特质分析，以阐明每个CYP707A的生理功能。在使用T-DNA突变体的分析中，CYP707A1和CYP707A3突变体显示出叶子的蒸腾量减少，植物中内源性ABA的量增加，而CYP707A1 CYP707A3双突变体显示出更强的特征。此外，由于CYP707A1和CYP707A3的启动子GUS的产生，CYP707A1被观察到是后卫细胞，CYP707A3在血管束中表达。这些结果表明，CYP707A1和CYP707A3在不同表达位点控制ABA水平，并控制气孔的开放和闭合。当水稻淹没时，乙烯的浓度增加，内源性ABA的量减少，从而导致芽伸长，但是这种分子机制尚不清楚。当洪水处理后分析内源性ABA量和ABA代谢产物时，随着ABA量减少，PA的增加（ABA代谢产物）增加。此外，在洪水的早期阶段，水稻ABA8'羟化酶基因（Osaba8ox1）的表达水平升高。为了阐明洪水中乙烯浓度的增加是否控制Osaba8ox1的表达水平，在有氧条件下处理了乙烯和ACC。结果，即使在有氧条件下，也观察到Osaba8ox1的表达水平的提高和ABA量的减少。这些结果表明，洪水期间ABA含量的减少是由于依赖于乙烯的Osaba8ox1表达的调节（与东京大学副教授的合作研究）。

项目成果

Functional analysis of Arabidopsis NCED6 and NCED9 genes indicates that ABA synthesised in the endosperm is involved in the induction of seed dormancy

拟南芥NCED6和NCED9基因的功能分析表明胚乳中合成的ABA参与种子休眠的诱导

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant Journal 45
• 作者: D. Kikuchi;et. al.;Lin et al.;Saika et al.;Lefebvre et al.
• 通讯作者: Lefebvre et al.

Ectopic Expression of ABA2/GINI in Arabidopsis Promotes Seed Dornancy and Stress Tolerance

拟南芥中 ABA2/GINI 的异位表达促进种子休眠和抗逆性

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Physiology 143
• 作者: D. Kikuchi;et. al.;Lin et al.
• 通讯作者: Lin et al.

Uniconazole is a potent inhibitor of ABA 8'-hydroxylase in Arabidopsis.(^*These authors contributed equally to this work)

烯效唑是拟南芥中 ABA 8-羟化酶的有效抑制剂。（^*这些作者对这项工作做出了同等贡献）

• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry (印刷中)
• 作者: Saito;S.^*;Okamoto;M.^*;Shinoda;S.;Kushiro;T.;Koshiba;T.;Kamiya;Y.;Hirai;N.;Todoroki;Y.;Sakata;K.;Nambara;E.;Mizutani;M.
• 通讯作者: M.

CYP707A3, a major ABA 8'-hydroxylase involved in dehydration and rehydration response in Arabidopsis thaliana.

CYP707A3，一种主要的 ABA 8-羟化酶，参与拟南芥脱水和补水反应。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant Journal (in press)
• 作者: Hagiwara M.;Oono et al.;Ito et al.;Umezawa et al.
• 通讯作者: Umezawa et al.