グリオキシゾームへのタンパク質輸送機構に関連した突然変異株の単離

与乙醛酸体蛋白质运输机制相关的突变株的分离

基本信息

批准号：
05740488
负责人：
林誠
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1993
资助国家：
日本
起止时间：
1993 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物の脂肪性種子では、グリオキシル酸サイクルと呼ばれる発芽の初期段階に特有な代謝系が存在する。発芽過程で種子貯蔵脂肪の分解により生じたアセチルCoAは、グリオキシル酸サイクルの働きによりコハク酸に変わった後、ミトコンドリアと細胞質を経てスクロースへ変換される。このような脂肪からの糖新生は、光合成能を獲得する以前の植物の主要なエネルギー源として使われる。従って、遺伝的変異によってグリオキシル酸サイクルが作用しない突然変異体は、貯蔵脂肪から糖新生できないために発芽しないが、コハク酸を与えれば正常に発芽すると考えられる。そこで、発芽過程でコハク酸要求性を示す変異体の選抜を行った。一回目の選抜は、以下のように行った。まずEMS処理により突然変異を誘導したアラビドプシス種子を水の中で5日間発芽させる。この中から未発芽の種子のみを選び出して10mMコハク酸を含む寒天に移し、発芽するものを選抜した。この方法ではかなり多数の個体が選抜された。しかしながら、得られたM2世代の個体を解析したところ、これらがコハク酸要求性株ではなく、水中で(おそらく嫌気的には)発芽しない突然変異体であることが判明し、このスクリーニング法が不適当であると判断した。そこで、方法を改め再度スクリーニングを行った。2回目の選抜では、寒天に濾紙をひいた上に種子をまき5日間発芽させた後、濾紙を乾燥させることによって発芽している個体を枯らした。ついで、この濾紙を10mMコハク酸を含む寒天上にのせて、発芽するものを選抜した。この方法では、約10000個をスクリーニングした結果、38個の陽性個体を得た。これらのうちで、6個体は本葉のセネッセンスが急速に進むという特異な表現系を示した。現在、M2種子を採取しているところである。

在高等植物的油性种子中，在发芽的早期阶段存在一种独特的代谢系统，称为乙醛酸循环。发芽过程中种子贮藏脂肪分解产生的乙酰辅酶A在乙醛酸循环的作用下转化为琥珀酸，然后通过线粒体和细胞质转化为蔗糖。在植物获得光合作用能力之前，脂肪的糖异生作用被用作植物的主要能量来源。因此，由于基因突变，乙醛酸循环不起作用的突变体不会发芽，因为它们无法从储存的脂肪中产生糖异生，但据认为，如果提供琥珀酸，它们将正常发芽。因此，我们选择了在发芽过程中表现出琥珀酸需求的突变体。第一次评选如下进行。首先，将经过 EMS 处理诱导突变的拟南芥种子在水中发芽 5 天。其中，仅选择未发芽的种子并将其转移至含有10mM琥珀酸的琼脂上，并选择已发芽的种子。使用这种方法选择了大量的个体。然而，当我们分析获得的M2代个体时，我们发现它们不是琥珀酸营养缺陷型，而是在水中不发芽（可能厌氧）的突变体，使得这种筛选方法被认为是合适的。因此我们修改了方法，再次进行了筛选。第二次选择时，将种子播种在铺有滤纸的琼脂上，让其发芽5天，然后通过干燥滤纸杀死发芽个体。接下来，将该滤纸放置在含有10mM琥珀酸的琼脂上，选择发芽的。使用这种方法，对大约10,000人进行了筛查，获得了38名阳性个体。其中，有六个个体表现出独特的表型系统，其中真叶衰老进展迅速。我们目前正在收集 M2 种子。