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。 The experiments investigated changes in stomatal movement (stomatal closure and opening inhibition), second messenger production (reactive oxygen species production, nitric oxide production, increased cytoplasmic calcium concentration, cytoplasmic alkalinization), and ion channel activity (plasma membrane non-selective calcium channel activation, S-type anion channel activation, and plasma membrane inward rectifying钾通道抑制）。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