トマトの乾燥応答性転写因子TINY1は胚発生を抑制する

科学分野:

• 植物分子生物学
• 植物生理学
• 遺伝学

背景:

• 脱水応答エレメント結合（DREB）転写因子は、植物の乾燥耐性にとって重要である。
• DREB A4内のTINYサブファミリーは、植物の成長とアブシジン酸（ABA）媒介応答を調節することが知られている。
• シロイヌナズナでの以前の研究では、TINYタンパク質が成長を阻害し、気孔閉鎖を媒介することが示唆されている。

研究 の 目的:

• トマトの乾燥誘導性TINY1遺伝子の機能を調査すること。
• トマトにおける植物の成長と乾燥応答におけるTINY1の役割を決定すること。
• TINY1機能の根底にある分子メカニズムを解明すること。

主な方法:

• 乾燥条件下でのtiny1変異体およびM82野生型トマトの表現型解析。
• 気孔伝導度、葉温、浸透圧調節の測定。
• 植物全体の毎日の蒸散および初期発生形質の評価。
• 胚におけるジベレリン（GA）活性およびGA 20-オキシダーゼ4（GA20ox4）遺伝子発現の分析。

主要な成果:

• tiny1変異体は、固有の違いではなく、より大きな葉面積のために乾燥に対する感受性が増加した。
• tiny1とM82の間で、気孔伝導度、葉温、蒸散、または浸透圧調節に有意な差は観察されなかった。
• tiny1変異は、胚発生および下胚軸伸長を含む初期発生段階を増強し、葉面積の増加につながった。
• TINY1は、GA 20-オキシダーゼ4（GA20ox4）遺伝子発現を下方制御することにより胚発生を抑制し、成熟したtiny1胚においてGA活性を増加させた。

結論:

• トマトTINY1は、ジベレリン生合成を調節することにより、主に初期胚および苗の成長の負の調節因子として機能する。
• TINY1は、トマト植物の固有の乾燥応答メカニズムにおいて重要な役割を果たさない。
• tiny1変異体で観察された乾燥感受性は、初期発生中に突然変異によって促進される形質である大きな葉面積の結果である。