生体情報としてのバイオフォトンの発生メカニズムの解析

作为生物信息的生物光子的产生机制分析

基本信息

批准号：
21658086
负责人：
伊代住浩幸
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Shizuoka Prefectural Research Institute of Agriculture and Forestry
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

「バイオフォトンの発生反応の解析」では、イネ細胞においてエリシター応答発光を増強させるホルモン物質で、それ自体も比較的高濃度(400μM以上)の処理でイネ細胞からバイオフォトンを発生させる、サリチル酸(SA)応答性のバイオフォトンの特性を解析した。エリシター応答発光で顕著な、過酸化水素生成との量的相関は、SA応答発光では認められなかった。また、SA応答発光を示さない変異細胞株を用いた解析から、エリシター応答発光の増強作用は、SA自体による発光誘導反応とは独立であることが示唆された。この結果から、植物におけるストレス応答の下流部分(エリシター応答)の変動だけでなく、上流部分(ホルモン作用)の変動もバイオフォトン発生に反映されていることが示唆された。「バイオフォトンの変動メカニズムの解析」では、病害抵抗性誘導剤(アシベンゾラル-S-メチル:ASM)の作用でイネ細胞のキチンエリシター応答発光が増強される際に、顕著な発現増加を示す各種WRKY転写調節因子の働きを解析した。RNAiで当該遺伝子をノックダウンしたところ、そのうちOsWRKY45ノックダウン株ではASM処理によるエリシター応答発光の増強が著しく抑制された。ASMの上流で作用するSAの処理によるエリシター応答発光の増強が同様に抑制された一方で、作用性が異なるホルモンである、ジャスモン酸処理による増強は抑制されなかった。この結果は、エリシター応答発光の増強が反映しているものが、抵抗性誘導のシグナル伝達経路の下流に位置して、複数経路で共通に利用されるシグナルの変動である可能性が高いことを示唆しており、ストレス応答に関する生体情報としての重要な特性を明らかにすることができた。

在“生物光子产生反应的分析”中，水杨酸（SA）是一种激素物质，可以增强水稻细胞中的激发子响应发光，并且当在相对高浓度（超过 400 μM）。分析了响应生物光子的特性。与过氧化氢产生的定量相关性在激发子响应发光中很明显，但在 SA 响应发光中没有观察到。此外，使用不表现出 SA 响应性发光的突变细胞系进行的分析表明，激发子响应性发光的增强与 SA 本身的发光诱导反应无关。这些结果表明，生物光子的产生不仅反映了植物应激反应的下游部分（激发子反应）的变化，而且还反映了上游部分（激素作用）的变化。在“生物光子波动机制分析”中，我们研究了多种WRKY，当水稻细胞的几丁质引发剂响应性发光通过抗病诱导剂（aciBenzar-S-methyl：ASM）的作用增强时，这些WRKY表现出表达显着增加）。我们分析了转录调控因子的功能。当该基因被 RNAi 敲低时，ASM 处理引起的激发子响应发光的增强在 OsWRKY45 敲低菌株中被显着抑制。虽然通过作用于ASM上游的SA处理引起的激发子响应性发光的增强同样受到抑制，但通过茉莉酸（一种具有不同作用的激素）处理引起的增强没有受到抑制。这一结果表明，激发子响应发光的增强可能反映的是位于抗性诱导信号转导途径下游且常被多种途径使用的信号的波动，我们能够澄清这一重要现象。特征作为与应激反应相关的生物信息。