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，我们通过与RIKEN的联合研究，鉴定了拟南芥中参与主要ABA失活途径的四种ABA 8'-羟化酶（细胞色素P450 CYP707A1-4）。今年，为了明确各个CYP707A的生理功能，我们分析了CYP707A在干旱胁迫以及种子成熟和萌发过程中的基因表达，并分析了突变体的特征。在使用T-DNA突变体的分析中，观察到cyp707a1和cyp707a3突变体的叶子蒸腾量减少，植物内源ABA的量增加，并且在cyp707a1 cyp707a3双突变体中，这些性状变得更加强烈。此外，作为CYP707A1和CYP707A3的启动子GUS的结果，在保卫细胞中观察到CYP707A1的表达，并且在维管束中观察到CYP707A3的表达。这些结果表明CYP707A1和CYP707A3控制不同表达位点的ABA量并控制气孔的打开和关闭。水稻淹水时乙烯浓度升高，内源ABA含量减少，引起地上部伸长，但其分子机制尚不清楚。当我们分析淹没处理后内源 ABA 和 ABA 代谢物的量时，我们观察到随着 ABA 量的减少，ABA（ABA 的代谢物）PA 增加。此外，水稻ABA8'羟化酶基因（OsABA8ox1）的表达水平在洪水早期有所增加。为了阐明驱水期间乙烯浓度的增加是否控制 OsABA8ox1 的表达水平，我们在有氧条件下处理乙烯和 ACC。结果，即使在有氧条件下，也观察到 OsABA8ox1 的表达水平增加和 ABA 量减少。这些结果表明，洪水期间 ABA 水平的下降是由于 OsABA8ox1 表达的乙烯依赖性调节所致（与东京大学 Nakazono 副教授的联合研究）。

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.