アブシジン酸による孔辺細胞細胞膜プロトンポンプの活性抑制に関与する蛋白質の解明

阐明脱落酸抑制保卫细胞膜质子泵活性所涉及的蛋白质

• 批准号: 14J05653
• 负责人: 堤 俊文
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J05653/
• 关键词: 気孔; 赤外線サーモグラフィ; 青色光

気孔は一対の孔辺細胞により構成され、環境に応じた開閉運動により、植物と大気間のガス交換を可能にする植物に必須の構造である。気孔開口における青色光シグナル伝達経路や細胞膜H+-ATPaseの活性制御機構について、多くの成分の存在が予測されるにもかかわらず同定には至っていない。上記の情報伝達に関わる新奇因子の同定を目的に、赤外線サーモグラフィによる葉面温度を指標に、青色光に依存した気孔開口が損なわれたシロイヌナズナ変異体の探索を行った。EMS変異体およびT-DNA挿入変異体を対象にスクリーニングを進め、青色光条件下において野生株と比較して葉温が低下しない変異体を多数単離した。次に、表皮および生葉における気孔開度を測定し、青色光に依存した気孔開口が損なわれた変異体18個体を選抜した。さらに、青色光に依存したH+-ATPaseの活性化を測定し、37-14A変異体と150-19F変異体を単離した。また、青色光情報伝達の初期過程を担うフォトトロピンとBLUS1の青色光に依存した自己リン酸化は正常であった。この結果から、37-14A変異体と150-19F変異体では、青色光情報伝達の初期過程は正常で、BLUS1から H+-ATPaseまでの間に変異が存在することが考えられる。この変異体に対して、現在、ゲノムマッピング解析およびシークエンス解析により原因遺伝子の絞り込みを行っている。これまでの解析の結果、37-14A変異体では第二染色体、150-19F変異体では第一染色体にそれぞれ変異が存在することがわかった。今後さらに絞り込み、候補遺伝子を同定した後、相補実験により変異体の原因遺伝子を確定する。次に、生化学的な解析により原因遺伝子の作用箇所を特定する。また、原因遺伝子のコードする蛋白質の性質を考慮し、蛋白質相互作用やリン酸化の解析を行い、その情報伝達機構の詳細を解明する。

气孔由一对保卫细胞组成，是植物中的重要结构，通过响应环境的打开和关闭来实现植物与大气之间的气体交换。尽管预计存在许多成分，但气孔开放中的蓝光信号转导途径和细胞膜H+-ATP酶活性控制机制尚未确定。为了鉴定参与上述信息传递的新因素，我们以红外热成像测量的叶面温度为指标，寻找蓝光依赖性气孔开放受损的拟南芥突变体。我们筛选了EMS突变体和T-DNA插入突变体，分离出许多在蓝光条件下叶温与野生型相比不降低的突变体。接下来，测量表皮和新鲜叶的气孔开放程度，并选择18个依赖蓝光的气孔开放受损的突变体。此外，我们测量了 H+-ATPase 的蓝光依赖性激活并分离了 37-14A 和 150-19F 突变体。此外，负责蓝光信息传递初始过程的向光素和BLUS1的蓝光依赖性自磷酸化是正常的。这些结果表明蓝光信息转导的初始过程在37-14A和150-19F突变体中是正常的，并且BLUS1和H+-ATPase之间存在突变。我们目前正在通过基因组作图分析和序列分析缩小该变异的致病基因范围。迄今为止的分析结果发现，37-14A突变体在2号染色体上有突变，150-19F突变体在1号染色体上有突变。进一步缩小搜索范围并确定候选基因后，我们将通过互补实验确定变异的致病基因。接下来，通过生化分析确定致病基因的作用位点。此外，我们将分析蛋白质相互作用和磷酸化，考虑致病基因编码的蛋白质的特性，并阐明信息传递机制的细节。

项目成果

青色光応答性の気孔開口を欠くシロイヌナズナ変異体の機能解析

缺乏蓝光响应气孔开放的拟南芥突变体的功能分析

• 发表时间: 2014
• 作者: 堤俊文