エタノールによる耐塩性と疑似的な低酸素誘導メカニズムの解明

乙醇诱导的耐盐性和假性缺氧诱导机制的阐明

• 批准号: 22K05564
• 负责人: 佐古 香織
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kindai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05564/
• 关键词: エタノール; 高塩ストレス; 低酸素応答

植物は、高塩、高温、乾燥など様々な環境ストレスにさらされている。こうした環境ストレスは農作物の収量に甚大な被害をもたらしている。持続可能な食糧生産実現のためには、環境ストレスを克服する肥料や作物の開発が危急の課題である。これまでに私は低濃度のエタノール処理が抗酸化酵素群の転写を誘導することによって、活性酸素の蓄積を抑制し、植物の耐塩性、強光ストレス耐性を強化することを発見した。しかし、エタノール処理がどのように抗酸化酵素の転写を誘導するかは未解明である。さらに、継続的な外生エタノール処理は生育に悪影響を及ぼすことが示された。RNA-seq解析から、外生エタノール処理は低酸素ストレス応答性遺伝子の発現を誘導することが明らかになった。本結果から、エタノール処理は擬似的な低酸素状態を誘導することによって好気呼吸が低下したことによって生育に悪影響を及ぼす可能性が示唆された。従って、本研究ではエタノールによる耐塩性の分子メカニズム解明ならびに、エタノール処理による低酸素誘導の分子メカニズムを解明することによって、ストレス耐性と生育を両立した技術の開発を目指す。当該年度はエタノールによる耐塩性機構解明を目指して、エタノールによるストレス耐性時に機能する転写因子の探索を実施した。シロイヌナズナ転写因子変異体ライブラリーを用いたスクリーニングの結果、エタノールによる耐塩性に関与する転写因子として8因子を同定した。このうち、活性酸素除去に機能する遺伝子の発現誘導に関与している転写因子として2因子に絞り込んだ

植物受到各种环境压力，包括高盐，高温和干燥。这些环境压力对作物产量造成了巨大破坏。为了实现可持续的粮食生产，克服环境压力的肥料和农作物的发展是一个紧迫的问题。到目前为止，我发现低浓度的乙醇处理可以抑制活性氧的积累，并通过诱导抗氧化剂的转录来抑制植物的盐耐受性和较强的光胁迫耐受性。然而，乙醇处理如何诱导抗氧化剂酶的转录仍然未知。此外，外源性乙醇的连续治疗对生长有负面影响。 RNA-Seq分析表明，外源乙醇处理诱导缺氧应激基因的表达。这些结果表明，乙醇处理可能会因诱导模拟缺氧而导致的有氧呼吸减少而对生长产生负面影响。因此，这项研究旨在通过阐明乙醇引起的盐耐药性和通过乙醇处理的缺氧诱导的分子机制来开发一种结合胁迫耐受性和生长的技术。在这个财政年度，我们研究了乙醇具有抗压力的转录因子，目的是阐明盐耐药机制。使用拟南芥转录因子突变库进行筛选显示八个因子是乙醇诱导的盐耐受性涉及的转录因子。其中，我们将两个因素缩小为诱导基因表达的转录因子的两个因素，这些因素可以去除活性氧。