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。

陆地上等植物叶片表皮中存在的气孔是入侵许多植物病原体的途径。为了阻止微生物的侵袭，警卫细胞识别微生物衍生的引发剂，并通过防护细胞弹性信号传导诱导气孔闭合。然而，尚未完全阐明MAP激酶在拟南芥中引起的诱发的气孔闭合。这项研究旨在阐明使用拟南芥MAP激酶突变体作为材料，将MAP激酶涉及引发诱导的气孔闭合。该实验研究了气孔运动（气孔闭合和开放抑制作用），第二使氧的产生（活性氧的产生，一氧化氧化物的产生，升高的细胞质钙浓度，细胞质碱化）和离子膜通道（质膜膜非电向钙元素激活量，S-通道抑制）。壳聚糖和酵母菌的诱发剂也被用作引起者。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测量钙浓度升高，并使用BCECF-AM测量碱化。我们已经揭示了MAP激酶参与引起诱导的气孔闭合。我们还深入了解了MAP激酶参与其他刺激。此外，还使用异源表达系统来研究MAP激酶在启发器引起的气孔闭合中的参与，从而表明没有直接控制通道活性。

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