統合ゲノムワイド関連解析による活性酸素シグナルとストレス耐性の解明

通过综合全基因组关联分析阐明活性氧信号和应激耐受性

基本信息

批准号：
16F16099
负责人：
小山博之
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16099/
关键词：
GAWS 活性酸素ストレス耐性 GWAS シロイヌナズナ

项目摘要

植物は様々な環境ストレス下で生育している。一般的に環境ストレス下では、代謝がかく乱されたり、そのバランスが崩れて活性酸素が生じる状況となる。活性酸素は、タンパクや核酸を損傷する毒性を示すとともに、防御機構や耐性機構を活性化するシグナル伝達物質として作用することもある。本研究では、毒性とシグナル伝達の両面から、活性酸素ストレスの理解を深めることを目的に、ゲノムワイド関連解析を実施した。昨年の研究では、過酸化水素耐性（細胞の耐性を、根の伸長で数値化するもの）に関するGWASを実施して、過酸化水素輸送タンパク質の存在を明らかにした。本年の研究では、特に代謝の破綻に起因する活性酸素ストレスが問題となる塩ストレスに関して、ストレス（塩）特異性が高い誘導性の転写因子の過剰発現体を解析して、活性酸素と環境ストレスの関係を調べた。DREBファミリー、B-box domainタンパク質及び概日性変動の調節因子である、Circadian Clock　Associated1は、Cd,Al及び銅処理に比較して、顕著に塩処理で発現が上昇する転写・調節遺伝子である。これらの過剰発現体は、塩耐性や乾燥耐性が向上することがわかった。これらの遺伝子や、Alなどで誘導される遺伝子の発現量を指標に実施したGWASでは、転写制御の上流に位置する因子（タンパク質およびそれをコードする遺伝子）の候補を特定することができた。これらの遺伝子の機能を解析することで、活性酸素がその要因となるストレスとそれに対する耐性機構の解明が進むことが期待できる。

植物在各种环境胁迫下生长。一般来说，在环境压力下，新陈代谢受到干扰或平衡被破坏，导致活性氧的产生。活性氧表现出损害蛋白质和核酸的毒性，并且还可以充当激活防御和抵抗机制的信号转导器。在本研究中，我们进行了全基因组关联分析，目的是从毒性和信号转导的角度加深对活性氧应激的理解。在去年的研究中，我们对过氧化氢耐受性（细胞耐受性通过根伸长进行量化）进行了 GWAS，并揭示了过氧化氢转运蛋白的存在。在今年的研究中，我们分析了具有高应激（盐）特异性的诱导转录因子的过度表达，特别是对于代谢分解引起的活性氧应激是一个问题的盐应激，并研究了活性氧与环境之间的关系。压力之间的关系。 Circadian Clock Associated 1 是 DREB 家族、B-box 结构域蛋白和昼夜节律波动的调节因子，是一种转录/调节基因，与 Cd、Al 和铜处理相比，盐处理的表达显着增加。发现这些过表达子具有改善的耐盐性和耐干燥性。使用这些基因以及由Al和其他物质诱导的基因的表达水平作为指标进行的GWAS能够识别位于转录调控上游的候选因子（蛋白质和编码它们的基因）。通过分析这些基因的功能，我们有望进一步阐明活性氧引起的应激及其抵抗机制。