乾燥ストレス応答に働くシグナル伝達関連因子の
シロイヌナズナを用いた遺伝子破壊株の単離と個体レベルでの機能解析


米澤成博    指導教官 鎌田博

 高等植物は移動手段を持たないため、環境の様々なストレスに耐えて生長しなくて

はならない。植物は日々変動する環境ストレスに応答し、耐性を獲得するための仕組 みを進化の過程で獲得した。植物は生理的にストレスに応答するだけでなく、細胞レ ベル、遺伝子発現レベルでもストレスに応答し、分子レベルで耐性を獲得している。 細胞内でのストレス応答のシグナル伝達系は以下のように考えられる。すなわち、植 物細胞はストレスのシグナルを受容し、そのシグナルを細胞質から核まで伝達し、耐 性に関わる多くの遺伝子の発現を変化させ、それらの遺伝子産物の働きによって植物 体がストレス耐性を獲得すると考えられる。私の所属する研究室では環境ストレスの なかで特に乾燥ストレスに注目して研究を進めており、乾燥ストレスによって誘導さ れるシグナル伝達関連遺伝子の単離や生化学的機能の解析が進められているが、これ ら遺伝子の植物個体でのシグナル伝達における機能は明らかにされていない。そこで 本研究では遺伝子発現やシグナル伝達に働いていると考えられるタンパク質(制御タ ンパク質)に焦点を当て、それら遺伝子の個々の機能を解析する手段の一つとして、 T-DNAタグラインより遺伝子破壊株を単離し、その表現型の解析を行った。具体的に は、2つのシグナル伝達関係遺伝子群についてスクリーニングを行った。1つは乾燥 ストレス応答に関わっていると考えられるMAPキナーゼカスケードを構成していると 考えられる遺伝子(ATMEKK1、MEK1、ATMKK2、ATMPK3、ATMPK4、ATMPK6) に関し、T-DNAの挿入された変異体の単離を試みた。2つは乾燥ストレス応答に関わっ ていると考えられるリン脂質代謝やカルシウムによるシグナル伝達に関わる遺伝子 (AtPLC1、AtPLC2、ATPLD1、ATPIP5K、ATPAP1、ATDGK1、ATCDPK1、 ATCDPK2)の破壊株を探索した。多数の遺伝子について破壊株のスクリーニングを行 い、最終的に6つの遺伝子(MEK1、ATMKK2、AtPLC1、ATPLD1、ATPIP5K、 ATCDPK1)についてT-DNAによってタグされたラインを単離することができた。 現在、これらの変異体のホモ系統を分離し、その表現型を解析している。


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