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J-GLOBAL ID：202102264484378316   整理番号：21A0043206

アルファルファMsNSTのクローニングとリグニンとセルロース合成の機能分析【JST・京大機械翻訳】

Cloning and Function Analysis of MsNST in Lignin and Cellulose Biosynthesis Pathway from Alfalfa

著者 (7件)： Jiang Xu (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Cui Huiting (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Wang Zhen (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Zhang Tiejun (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Long Ruicai (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Yang Qingchuan (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193) ,  Kang Junmei (中国農業科学院北京畜牧獣医研究所,北京100193)
資料名： Zhongguo Nongye Kexue  (Zhongguo Nongye Kexue)
巻： 53  号： 18  ページ： 3818-3832  発行年： 2020年 
JST資料番号： W1459A  ISSN： 0578-1752  CODEN： CKNYAR  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 中国 (CHN)  言語： 中国語 (ZH)

抄録/ポイント： [目的]リグニンとセルロースは植物二次細胞壁の主要な成分であり、牧草の消化率と品質に影響する主な要素の一つである。アルファルファは高蛋白飼料として、乳牛などの草食家畜優良飼料の主要な源である。従って、アルファルファリグニンとセルロースの合成メカニズムはずっと注目されている研究焦点である。モデル植物シロイヌナズナNACファミリーのNST転写因子(NACsecondarywallthickingpromotingfactor)は二次細胞壁の合成を調節するが、アルファルファNSTの機能と調節メカニズムはまだ不明である。本研究では、アルファルファのNSTの発現パターンを分析し、シロイヌナズナとアルファルファにおける過剰発現により、リグニンとセルロースの合成に対する影響を明らかにした。[方法]相同クローニングによりMsNSTCDs配列を獲得し、その遺伝子に対してバイオインフォマティクス分析を行った。ジベレリン(GA3),サリチル酸(SA),およびポリクロプラゾール(PCB)によって誘導される遺伝子発現パターンを,qRT-PCRによって検出した。遺伝子組換え植物におけるMsNSTの過剰発現により、リグニンとセルロースの含有量及びその合成関連遺伝子に対する影響を研究した。[結果]MsNSのCDs配列をクローニングし、最大オープンリーディングフレームは945bpで、314アミノ酸をコードした。バイオインフォマティクス分析によると、MsNSTは主にランダムコイル(60.83%)から構成され、三次構造予測は、MsNSTがホモ二量体の形式でタンパク質間の相互作用を効果的に促進することを示した。進化系統樹分析により、単子葉と双子葉は2つの分枝に分けられ、ある程度の進化が存在することが示唆されたが、MsNSTとタルウマゴヤシとダイズのNSTは双子葉植物の分枝中の亜分枝に属し、マメ科植物間の近縁関係が近いことが明らかになった。MsNSTはシロイヌナズナのNST1-3のアミノ酸配列と類似性が高く(49%-55.9%),NAC転写因子の5つの保存ドメインを含む。qRT-PCR分析により、MsNSTはGA3、SAとPCBの誘導により発現され、相対発現レベル(12h)はそれぞれ対照の2.19、3.67と3.65倍であることが明らかになった。MsNSTの過剰発現はシロイヌナズナの胚軸を短縮し、遺伝子組換えシロイヌナズナの半矮化、花序の茎束間の細胞壁繊維が厚くなり、細胞壁結晶セルロース(13%)、総糖(7%)とリグニン(11.7%)の含有量が増加した。リグニンとセルロース合成関連遺伝子の発現レベルを分析することにより、シロイヌナズナとアルファルファにMsNSTを過剰発現すると、リグニン合成のキー遺伝子(PAL、4CLなど)及びセルロースシンターゼ複合体サブユニットCesAファミリー遺伝子の発現を活性化できることが分かった。[結論]MsNSTは外因性ホルモンGA3、SAとPCBによって誘導される。トランスジェニック植物におけるMsNSの過剰発現は二次細胞壁リグニンとセルロース合成関連遺伝子の発現を活性化でき、同時に茎束間の繊維細胞壁の肥厚、細胞壁結晶セルロース、総糖とリグニンの含有量が増加し、MsNSが二次細胞壁リグニンとセルロースの合成に重要な調節作用を有することを示唆した。Data from Wanfang. Translated by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 相互作用 ,  *リグニン ,  *セルロース ,  アミノ酸配列 ,  遺伝子 ,  細胞壁 ,  ダイズ ,  タンパク質 ,  系統樹 ,  *アルファルファ ,  転写因子 ,  トランスジェニック植物 ,  Arabidopsis thaliana
準シソーラス用語： バイオインフォマティクス ,  過剰発現 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (5件)： 分子遺伝学一般  (EC02010J) ,  繊維料作物  (FC03077U) ,  遺伝子発現  (EC02040Q) ,  家禽一般  (FD03010U) ,  遺伝子の構造と化学  (EC02020U)

タイトルに関連する用語 (5件)： アルファルファ ,  クローニング ,  リグニン ,  セルロース ,  機能分析