アブシジン酸によるイネの細胞周期および生育抑制を解除するサリチル酸の効果

要約

サリチル酸は、アブシジン酸(ABA)による細胞周期抑制タンパク質遺伝子の発現誘導を抑制することで、ABAによるイネの細胞周期とシュートの伸長抑制作用を解除する。

  • キーワード:イネ、サリチル酸、アブシジン酸、細胞周期、シュートの伸長性
  • 担当:作物開発・利用・稲遺伝子利用技術
  • 代表連絡先:電話 011-857-9260
  • 研究所名:北海道農業研究センター・寒地作物研究領域
  • 分類:研究成果情報

背景・ねらい

ABAは環境ストレス耐性を向上させる植物ホルモンとして重要な役割を果たしているが、一方で、生育遅延や花粉不稔の原因となることも知られている。そこで、ABAのイネ(Oryza sativa L.)に対する生育抑制的な作用を緩和あるいは解除する物質を探索したところ、サリチル酸(SA)でABAの抑制的な作用を解除できることを発見した。本研究では、その作用機作を細胞周期に関与するタンパク質遺伝子の発現解析、フローサイトメトリーによる核内倍化細胞率の測定ならびにチミジン類似体の取り込み実験による新規DNA合成活性の解析によって明らかにする。

成果の内容・特徴

  • ABAは、イネ実生のシュートの伸長を著しく抑制するが、培地中にSAが同時に存在するとその抑制作用が緩和され、SA濃度1mMでほぼ完全に抑制が解除される(図1)。
  • ABAは、細胞周期のG1→S期の進行を抑制するタンパク質OsKRP4とOsKRP5の遺伝子発現を誘導するが、培地中にSAが同時に存在すると、その発現誘導が解除される(図2)。
  • ABAは、実生の茎頂細胞における核内倍化を抑制するが、培地中にSAが同時に存在するとその抑制が緩和され、SA濃度1mMでほぼ完全に抑制が解除される(図3)。
  • ABAは、実生の茎頂細胞における新規DNA合成を抑制するが、培地中にSAが同時に存在するとその抑制が緩和され、SA濃度1mMでほぼ完全に抑制が解除される(図4)。

成果の活用面・留意点

  • 環境ストレス条件下で植物体内濃度が上昇するABAによる生育遅延や花粉不稔を緩和する技術の開発研究に資することができる。
  • 植物体内でSAの蓄積を誘導するプロベナゾールにもSAと同様にABAの抑制作用の解除効果があることを確認している。
  • 特許出願中である(特願2013-213088、未公開)。

具体的データ

図1～4

その他

  • 中課題名:次世代高生産性稲開発のための有用遺伝子導入・発現制御技術の高度化と育種素材の作出
  • 中課題整理番号:112c0
  • 予算区分:競争的資金(農食事業)、その他外部資金(その他)
  • 研究期間:2010～2014年度
  • 研究担当者:佐藤 裕
  • 発表論文等:Meguro A. and Sato Y. (2014) Sci. Rep. 4:4555. doi: 10.1038/srep04555