Heat suppresses activation of an auxin-responsive promoter in cultured guard cell protoplasts of tree tobacco

タバコ孔辺細胞培養プロトプラストにおいて、高温はオーキシン誘導性プロモーターの活性化を抑制する

Dong, M. A.*; Bufford, J. L.*; 大野 豊; Church, K.*; Dau, M. Q.*; Michels, K.*; Haughton, M.*; Tallman, G.*

Dong, M. A.*; Bufford, J. L.*; Ono, Yutaka; Church, K.*; Dau, M. Q.*; Michels, K.*; Haughton, M.*; Tallman, G.*

タバコ培養孔辺細胞プロトプラスト(GCP)は、高温耐性や高温障害の細胞情報伝達機構の研究のための新規システムを構成する。GCPは、オーキシン及びサイトカイニンを含む培地で32Cで培養すると細胞壁を再構築し分裂を開始する。一方38Cでは、GCPは高温耐性を獲得し、細胞壁の構築は行われず、細胞周期が開始されない。この現象がオーキシン制御遺伝子の発現抑制によるものではないかと考え、オーキシン応答性プロモーター制御下にGFPをつなげた遺伝子をGCPに導入し解析した。その結果、高温処理は、オーキシンによる遺伝子発現の活性化を抑制することが明らかとなった。高温ストレスに曝された細胞は、活性酸素種を蓄積することが知られているが、HOは32CでオーキシンによるGFPの発現活性を抑制しなかった。またスーパーオキシドやHOスカベンジャーは38CにおけるGFPの発現抑制を解除しなかった。

Cultured guard cell protoplasts (GCP) of Nicotiana glauca, tree tobacco, comprise a novel system for investigating the cell signaling mechanisms that lead to acquired thermotolerance and thermoinhibition. At 32 C in a medium containing an auxin and a cytokinin, GCP expand, regenerate cell walls, dedifferentiate, and divide. At 38 C, GCP acquire thermotolerance, but their expansion is limited and they neither regenerate walls nor re-enter the cell cycle. Protoplasts were transformed with the fusion gene of BA auxin-responsive promoter and green fluorescent protein (GFP) gene. Heat suppressed auxin-mediated activation of BA. Heat-stressed cells accumulate reactive oxygen species, and HO suppresses auxin-responsive promoter activation. HO did not suppress BA activation at 32 C, nor did superoxide and HO scavengers prevent BA suppression at 38 C.