トウモロコシの根メリスタムに局限したβ-グルコシダースによって活性サイトキニンの放出

科学分野:

• 植物分子生物学 植物分子生物学
• 植物ホルモンのシグナル伝達
• バイオケミストリー バイオケミストリー

背景:

• サイトキニンは,細胞分裂,分化,成長を調節する重要な植物ホルモンです.
• サイトキニンは,サイトキニン-O-グルコーシドやキネチン-N3-グルコーシドなどの非活性結合体として貯蔵・輸送されることが多い.
• 植物におけるこれらの結合体から活性型サイトキニンを放出する酵素的メカニズムは,まだ完全に理解されていません.

研究 の 目的:

• 不活性なサイトキニンホルモン結合体の活性化に関与する新しい酵素を特定し,特徴づけること.
• 活性サイトキニンの放出におけるZea maysβ-グルコシドZm-p60.1の機能を調査する.
• 植物,特にトウモロコシの成長と発達におけるZm-p60.1の潜在的な役割を決定する.

主な方法:

• 適切なシステムでZm-p60.1をコードするZea mays補完DNA (cDNA) のクローン化と発現.
• 酵素分析により,Zm-p60.1の亜基質特異性と,様々な不活性なサイトキニン結合体に対する活性性を決定する.
• タバコの原生体におけるZm-p60.1の一時的な発現は,サイトキニン・グルコシドを活性化させ,細胞分裂を誘発する能力を評価するためである.
• マイスの苗木におけるZm-p60.1発現の局所化研究は,in situハイブリダイゼーションやレポーター遺伝子融合などの技術を用いて行われています.

主要な成果:

• クローン化されたZea maysβ-グルコシド,Zm-p60.1は,生物学的に無活性なホルモン結合体,特にサイトキニン-O-グルコシドとキネチン-N3-グルコシドを裂くことが示されました.
• Zm-p60.1による分裂は,細胞によって利用できる活性サイトキニンを放出します.
• Zm-p60.1を発現するたばこ原生体は,細胞分裂を誘発し維持するために不活性なサイトキニン・グルコシドを使用する能力を示した.
• シトキニン・グルコシドへの反応として成長する能力は,発現ベクトルがおそらくもはや存在しなくなった後でも,プロトプラストに持続しました.
• Zm-p60.1は,トウモロコシの苗の根のメリシステム細胞に局限していた.

結論:

• Zm-p60.1は,非活性グルコシドから活性サイトキニンを放出できる機能的なβ-グルコシドです.
• この酵素はサイトキニンの活性化において重要な役割を果たし,細胞分裂と持続的な成長を可能にします.
• Zm-p60.1は,トウモロコシの根の内部で活性サイトキニンを開発中の胚に提供するために,植物開発におけるその重要性を強調するために,おそらくin vivoで機能します.