Elucidation of mechanisms governing selectable expression of chloroplast genes and its application to plant improvement

阐明控制叶绿体基因选择性表达的机制及其在植物改良中的应用

• 批准号: 23380205
• 负责人: KOBAYASHI Hirokazu
• 金额: $ 12.81万
• 依托单位: University of Shizuoka
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23380205/
• 关键词: シグナル伝達; 転写制御; タンパク質リン酸化; 葉緑体; 植物

Gene expression in chloroplasts was selectively switched off by the modification of sigma factor 1 (SIG1). We performed genome-wide screening of Arabidopsis cDNA clones by in vitro detection of protein-protein interaction, followed by phosphorylation assay, resulting in identification of some SIG-one protein kinases (SOPKs). Under lighting conditions that preferentially excited PS I, expression profiles of the psaA gene for the reaction center protein of PS I in SOPK-knockout (KO) lines, were consistent with SIG1 being in its unphosphorylated state. Employment of GFP fused with these SOPKs revealed their localization in the cytosol. SIG-one protein phosphatase (SOPH) candidate genes were tried to be identified by similar strategies. This "light switch" was further employed for chloroplast engineering. On the other hand, "gyokuro" green tea enriched with amino acids, is made of tea leaves grown under a light-shaded condition. Such leaves were subjected to transcriptomic analysis.

西格玛因子 1 (SIG1) 的修饰选择性地关闭叶绿体中的基因表达。我们通过体外检测蛋白质-蛋白质相互作用，然后进行磷酸化测定，对拟南芥 cDNA 克隆进行了全基因组筛选，从而鉴定了一些 SIG-one 蛋白激酶 (SOPK)。在优先激发 PS I 的光照条件下，SOPK 敲除 (KO) 系中 PS I 反应中心蛋白的 psaA 基因的表达谱与处于非磷酸化状态的 SIG1 一致。与这些 SOPK 融合的 GFP 的使用揭示了它们在细胞质中的定位。我们尝试通过类似的策略来鉴定 SIG-one 蛋白磷酸酶 (SOPH) 候选基因。这种“光开关”进一步用于叶绿体工程。另一方面，富含氨基酸的“玉露”绿茶是由在遮光条件下生长的茶叶制成的。对这些叶子进行转录组分析。

项目成果

Production of hybrid-IgG/IgA plantibodies with neutralizing activity against Shiga toxin 1

具有抗志贺毒素 1 中和活性的杂交 IgG/IgA 植物抗体的生产

• 发表时间: 2013
• 影响因子: 3.7
• 作者: K. Nakanishi; S. Narimatsu; S. Ichikawa; Y. Tobisawa; K. Kurohane; Y. Niwa; H. Kobayashi; Y. Imai
• 通讯作者: Y. Imai

太陽エネルギー依存物質生産系である植物 「葉緑体」 のエンジニアリング

植物“叶绿体”工程，一种依赖太阳能的物质生产系统

• 发表时间: 2013
• 作者: 小林裕和

食糧と機能性成分生産のための植物の改良/Engineering of plants for production of provisions and nutraceuticals.「静岡県立大学グローバルCOE プログラム --- 健康長寿科学教育研究の戦略的展開/ Global Center of Excellence for Innovation in Human Health Sciences」

静冈县立大学全球 COE 项目——健康与长寿科学教育和研究的战略发展/人类健康科学创新卓越中心”

• 发表时间: 2012
• 作者: 小林裕和

Application of mutated acetolactate synthase genes for herbicide resistance to plant improvement. "Herbicides, Theory and Applications" (S. Soloneski, and M. L. Larramendy, eds.)

应用突变的乙酰乳酸合酶基因进行除草剂抗性改良植物。

• 发表时间: 2011
• 作者: M. Shimizu

Chloroplast biogenesis: Light-induced redox control of gene expression

叶绿体生物发生：光诱导的基因表达氧化还原控制

• 发表时间: 2013
• 作者: H. Kobayashi