遺伝子タギングによる植物の過敏感細胞死関連遺伝子の単離とその機能解析

植物过敏细胞死亡相关基因的基因标记分离及其功能分析

• 批准号: 12052223
• 负责人: 石川 敦司
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Fukui Prefectural University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12052223/
• 关键词: 遺伝子タギング; 過敏感細胞死

申請者は今までに、シロイヌナズナのT-DNAタギングラインをスクリーニングし、病原微生物非存在下で細胞死を発現する細胞死突然変異体(lin:lesion initiation mutant)を単離してきている。現在これら原因遺伝子のクローニングを進めており、LIN1遺伝子は第一染色体(BACクローン(T5A14)に相当)に存在することを明らかにした。また、LIN2遺伝子を、第一染色体上のcoproporphyrinogen III oxidase(CPO)遺伝子と同定した。さらに、lin3変異体では、T-DNAの挿入位置を第一染色体(BACクローン(F3I6)に相当)に同定した。lin1変異体は、短日条件下で葉および花茎に細胞死を発現し、長日条件下ではその発現は抑制されていた。lin2変異体は、短日・長日両条件下で葉に細胞死を発現したが、長日条件下でその発現がより顕著であり、莢においても細胞死を発現した。lin3変異体は、短日・長日両条件下で葉に細胞死を発現した。lin1とlin2変異体は劣性突然変異体で、lin3変異体は優性突然変異体であることから、野生株において、LIN1とLIN2は細胞死発現を抑制し、LIN3は促進していると考えられた。これら細胞死突然変異体では、細胞死の発現に伴い、葉の細胞においてカロースや自家蛍光物質の蓄積が見られるとともに、防御遺伝子(PR-1)の発現も誘導されていたことから、過敏感細胞死発現時と類似した現象が誘導されてることが明らかになった。これらの結果から、lin1、lin2およびlin3変異体における細胞死の発現は、植物の抵抗性反応で誘導される過敏感細胞死と同様な機能を有していると考えられた。つまり、これら細胞死突然変異体の解析を通して、植物の過敏感細胞死発現機構を明らかにすることができると期待された。

迄今为止，申请人已经筛选了拟南芥T-DNA标签系和分离的细胞死亡突变体（lin：病变起始突变体），其在没有病原微生物的情况下表达细胞死亡。我们目前正在克隆这些致病基因，并发现 LIN1 基因存在于 1 号染色体上（对应于 BAC 克隆 (T5A14)）。我们还鉴定出 LIN2 基因是 1 号染色体上的粪卟啉原 III 氧化酶 (CPO) 基因。此外，在lin3突变体中，T-DNA的插入位点在1号染色体上被鉴定（对应于BAC克隆（F3I6））。 lin1突变体在短日照条件下在叶和花茎中表达细胞死亡，而在长日照条件下其表达被抑制。 lin2突变体在短日照和长日照条件下均在叶片中表现出细胞死亡，但在长日照条件下表达更为明显，并且在豆荚中也发生细胞死亡。 lin3突变体在短日照和长日照条件下均表现出叶片细胞死亡。由于lin1和lin2突变体是隐性突变体，而lin3突变体是显性突变体，因此认为在野生型菌株中，LIN1和LIN2抑制细胞死亡表达，而LIN3促进细胞死亡表达。在这些细胞死亡突变体中，随着细胞死亡的表达，在叶细胞中观察到胼胝质和自发荧光物质的积累，并且防御基因(PR-1)的表达也被诱导，表明过敏现象。与诱导细胞死亡时发生的情况类似。从这些结果来看，lin1、lin2和lin3突变体中细胞死亡的表达被认为与植物中由抗性反应诱导的过敏性细胞死亡具有相似的功能。换句话说，通过对这些细胞死亡突变体的分析，我们有望阐明植物中过敏性细胞死亡的机制。