-chlorophenoxyisobutyric acid impairs auxin response in arabidopsis root

PCIB(パラクロロイソ酪酸)はシロイヌナズナ根においてオーキシンの応答を抑制する

大野 豊; 大浦 千春*; Rahman, A.; Aspuria, E. T.; 林 謙一郎*; 田中 淳; 内宮 博文*

Ono, Yutaka; Oura, Chiharu*; Rahman, A.; Aspuria, E. T.; Hayashi, Kenichiro*; Tanaka, Atsushi; Uchimiya, Hirofumi*

PCIB (パラクロロイソ酪酸)はアンチオーキシンとして知られ、オーキシンの作用を阻害する目的で広く使われている。しかし、その阻害作用の分子メカニズムは十分に明らかにされていない。本研究ではPCIBがIAA, 2,4-D及びNAAによるBA-GUS遺伝子の発現誘導を阻害されることを示した。さらにRNAハイブリダイゼーションやRT-PCRの結果からPCIB はオーキシンによる遺伝子の発現も抑制することが示された。また、HS::AXR3-GUS形質転換体おけるGUS活性はオーキシンによるAXR3-GUS融合タンパク質の分解促進のためオーキシン添加で阻害されるが、PCIBはオーキシンとは逆にGUS活性を増強させることが明らかとなった。一方、シロイヌナズナ根におけるPCIBの生理的影響を調べたところ、PCIBはIAAによる側根誘導を阻害し、主根の生長や重力に対する反応も阻害することが明らかとなった。以上の結果から、PCIBは、Aux/IAAの安定性によって制御されているオーキシン情報伝達系を阻害し、オーキシンによる植物の生長制御に影響を及ぼすことが示唆された。

PCIB (-chlorophenoxyisobutyric acid) is known as a putative antiauxin and is widely used to inhibit auxin action, although the mechanism of PCIB-mediated inhibition of auxin action is not characterized very well at molecular level. In the present work, we showed that PCIB inhibited BA::GUS expression induced by IAA, 2,4-D and NAA. PCIB also inhibited auxin dependent DR5::GUS expression. RNA hybridization and quantitative RT-PCR analyses suggested that PCIB reduced auxin-induced accumulation of transcripts of genes. In addition, PCIB relieved the reduction of GUS activity in transgenic line in which auxin inhibits GUS activity by promoting degradation of the AXR3NT-GUS fusion protein. Physiological analysis revealed that PCIB inhibited lateral root production, gravitropic response of roots and growth of primary roots. These results suggest that PCIB impairs auxin signaling pathway by regulating Aux/IAA protein stability, and thereby affects the auxin-regulated Arabidopsis root physiology.