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J-GLOBAL ID：201702288161521414   整理番号：17A0695736

トウモロコシ早期登熟およびストレス誘発性粒不稔に至る事象におけるTre6PおよびSnRK1の役割

The role of Tre6P and SnRK1 in maize early kernel development and events leading to stress-induced kernel abortion

著者 (8件)： BLEDSOE Samuel W. (EAG Lab.) ,  HENRY Clemence (Western Sydney Univ.) ,  GRIFFITHS Cara A. (Rothamsted Res.) ,  PAUL Matthew J. (Rothamsted Res.) ,  FEIL Regina (Max Planck Inst. Moleckulare Pflanzenphysiologie) ,  LUNN John E. (Max Planck Inst. Moleckulare Pflanzenphysiologie) ,  STITT Mark (Max Planck Inst. Moleckulare Pflanzenphysiologie) ,  LAGRIMINI L. Mark (Univ. Nebraska-Lincoln)
資料名： BMC Plant Biology (Web)  (BMC Plant Biology (Web))
巻： 17  号： Apr  ページ： 17:74 (WEB ONLY)  発行年： 2017年04月 
JST資料番号： U7027A  ISSN： 1471-2229  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 背景:開花時の干ばつストレスは,トウモロコシの収量減少を大きく助長する。収量持続性における遺伝的および生物工学的な改善は,収量損失の根底にあるメカニズムの理解を必要とする。スクロースの飢餓は,粒不稔の原因として提唱されているが,遺伝的改善の潜在的な標的は特定されていない。トウモロコシを用いた畑や温室の干ばつ調査は高価であり,結果を再現することは困難である。従って,トウモロコシにおける開花時(授粉後3日目)に起こる乾燥ストレスの代理として,in vitroの粒培養法が提示されている。この方法は,葉の代謝に及ぼす干ばつの影響,およびこの応答の潜在的調節因子としてのトレハロース6-リン酸(Tre6P)および「sucrose non-fermenting-1-related kinase」(SnRK1)の役割に焦点を当てるために使用される。結果:Tre6Pの急速な低下が,植物から穀粒を除去した後の最初の2時間に観察され,転写量の結果として生じる変化はSnRK1の活性化を示し,同化から異化への即座の移行を示す。Tre6Pレベルが粒中の1nmol・g^-1FW未満に減少すると,培地中のスクロースの有無にかかわらず,SnRK1は96時間の実験を通して活性を維持した。スクロース富化培地での回収は,スクロース合成および解糖の回復をもたらす。クエン酸サイクルおよび蛋白質および澱粉合成を含む生合成プロセスは,切除によって阻害され,そしてスクロースの再添加後でさえも回復しない。また,以前干ばつ体制を増強することが示された(Nuccio et al.,Nat Biotechnol (October 2014):1~13,2015),糖輸送体SUT1およびSWEET1や,スクロース加水分解酵素CELL WALL INVERTASE 2(INCW2)およびSUCROSE SYNTHASE 1(SUSY1)や,クラスII TREHALOSE PHOSPHATE SYNTHASES (TPS)や,TREHALASE(TRE),およびTREHALOSE PHOSPHATE PHOSPHATASE(ZmTPPA.3)の転写が切除により誘導されることも観察される。結論:穂からの粒切除の影響は,Tre6Pレベルの急激な低下から始まる事象のカスケードを誘発する。SnRK1活性のTre6P抑制の除去は,推定上のSnRK1標的遺伝子の転写,および生合成から代謝への代謝遷移をもたらすことが提案される。これは,飢餓に対する代謝応答におけるTre6Pの重要性を強調している。糖はSnRK1の活性化を媒介することができるという証拠も提示する。Tre6Pの急激な低下は,ZmTPPA.3の転写の大きな増加に対応し,この特異的酵素がTre6Pの脱リン酸化を担う可能性があることを示している。未成熟胚における高レベルのTre6Pは,おそらく粒不稔を防ぐために重要である。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *トウモロコシ ,  登熟 ,  *干ばつ ,  作物収量 ,  *不稔 ,  *タンパク質キナーゼ ,  *水分ストレス ,  グルコース輸送体 ,  インベルターゼ ,  ヘキソシルトランスフェラーゼ ,  トレハラーゼ ,  リン酸モノエステラーゼ ,  グルコシルトランスフェラーゼ ,  転写【遺伝】 ,  *飢餓 ,  脱リン酸 ,  胚発生 ,  同化 ,  異化 ,  *糖質代謝
準シソーラス用語： *SnRK1 ,  ショ糖シンターゼ ,  トレハロースリン酸シンターゼ ,  トレハロースリン酸ホスファターゼ ,  *乾燥ストレス

分類 (3件)： 植物に対する影響  (EE04030Z) ,  農業気象  (DC05030Z) ,  物質の代謝  (EH02050Q)

物質索引 (1件)： トレハロース6-りん酸

タイトルに関連する用語 (8件)： トウモロコシ ,  早期 ,  登熟 ,  ストレス ,  不稔 ,  事象 ,  SnRK1 ,  役割