シロイヌナズナにおけるエリシター誘導機構閉口へＭＡＰキナーゼの関与

MAP 激酶参与拟南芥诱导子诱导机制的关闭

• 批准号: 12F02390
• 负责人: 村田 芳行
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02390/
• 关键词: シロイヌナズナ; エリシター; MAPキナーゼ; 気孔; 孔辺細胞

陸生高等植物の葉の表皮に存在する気孔は、多くの植物病原菌の侵入経路となっている。微生物の侵入を阻止するために、孔辺細胞は微生物由来エリシターを認識し、孔辺細胞エリシター信号伝達を介して、気孔閉口を誘導する。しかしながら、シロイヌナズナにおけるエリシター誘導気孔閉口へのＭＡＰキナーゼの関与は十分に明らかにされていない。本研究では、材料にシロイヌナズナMAPキナーゼ変異体を用いて、エリシターが誘導する気孔閉口へのMAPキナーゼの関与を明らかにすることを目的とした。実験では、気孔運動（気孔閉口と開口阻害）、セカンドメッセンジャー産生（活性酸素種産生、一酸化窒素産生、細胞質カルシウム濃度上昇、細胞質アルカリ化）、イオンチャネル活性（原形質膜非選択性カルシウムチャネル活性化、S型アニオンチャネル活性化、原形質膜内向き整流性カリウムチャネル阻害）の変化を調べた。また、エリシターとして、キトサンと酵母エリシターを用いた。活性酸素種産生はH2DCF-DAを、一酸化窒素産生はDAF2-DAを、カルシウム濃度上昇はYC3.6を、そして、アルカリ化はBCECF-AMを用いて測定した。エリシター誘導気孔閉口にMAPキナーゼが関与することを明らかにした。また、他の刺激に対するMAPキナーゼの関与について知見を得た。さらに、異種発現系を用いて、エリシター誘導気孔閉口へのMAPキナーゼの関与について調べ、直接的なチャネル活性の制御はないことを明らかにした。

高等陆生植物叶子表皮中的气孔是许多植物病原体的进入途径。为了防止微生物入侵，保卫细胞识别微生物激发子并通过保卫细胞激发子信号传导诱导气孔关闭。然而，MAP 激酶在拟南芥中诱导子诱导的气孔关闭中的作用尚未完全阐明。在本研究中，我们旨在利用拟南芥 MAP 激酶突变体阐明 MAP 激酶在激发子诱导的气孔关闭中的作用。实验研究了气孔运动（气孔关闭和抑制气孔打开）、第二信使产生（活性氧产生、一氧化氮产生、细胞质钙浓度增加、细胞质碱化）和离子通道活性（质膜非选择性钙通道活性）我们研究了质膜激活、S 型阴离子通道激活和质膜内向整流钾通道的抑制的变化。此外，使用壳聚糖和酵母激发子作为激发子。使用H2DCF-DA测量活性氧的产生，使用DAF2-DA测量一氧化氮的产生，使用YC3.6测量钙浓度的增加，并使用BCECF-AM测量碱化。我们发现 MAP 激酶参与激发子诱导的气孔关闭。我们还获得了有关 MAP 激酶参与其他刺激的知识。此外，我们使用异源表达系统研究了 MAP 激酶在诱导子诱导的气孔关闭中的参与，发现通道活性没有直接控制。

项目成果

Inhibition by acrolein of light-induced stomatal opening through inhibition of inward-rectifying potassium channels in Arabidopsis thaliana

• DOI: 10.1080/09168451.2014.951028
• 发表时间: 2015-01
• 期刊: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry
• 作者: Md. Moshiul Islam;W. Ye;Daiki Matsushima;M. A. R. Khokon;S. Munemasa;Yoshimasa Nakamura;Y. Murata