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トレハロース合成が高等植物で広まっているという最近の発見にもかかわらず、その生理学的意義についてはほとんど知られていません。ここでは、トレハロース生合成の最初の酵素（トレハロース-6-リン酸シンターゼ）をコードする遺伝子で破壊されたシロイヌナズナ（TPS1）について報告します。TPS1変異体は劣性胚です。胚の形態形成は正常ですが、発達は遅れており、細胞の膨張と貯蔵予備の蓄積の段階の早い段階で失速します。TPS1は、この同じ発達段階で一時的にアップレギュレートされており、種子成熟マーカー遺伝子（2S2およびオレオスン2）の完全な発現に必要です。ショ糖レベルは、細胞膨張の開始中に種子でも急速に増加します。Saccharomycesでは、ヘキソキナーゼの阻害を介して糖の流入を調節するために、砂糖の流入を調節するためにトレビシアのトレビシアであるトレビシアであるトレビシア（T-6-P）は、糖の成長を防ぐために必要です（Thevelein and Hohmann、1995）。シロイヌナズナのTPS1-1胚の成長は、ショ糖レベルを低下させることにより、in vitroで部分的に救助することができます。ただし、T-6-PはATHXK1またはATHXK2の阻害剤ではありません。また、ヘキソキナーゼ活性の低減はTPS1-1胚の成長を救いません。私たちのデータは、トレハロース代謝の酵素が植物で不可欠であり、S。cerevisiaeで報告されたものとは異なるメカニズムを介して糖の代謝/胚発生の調節に関与していることを初めて確立します。
トレハロース合成が高等植物で広まっているという最近の発見にもかかわらず、その生理学的意義についてはほとんど知られていません。ここでは、トレハロース生合成の最初の酵素（トレハロース-6-リン酸シンターゼ）をコードする遺伝子で破壊されたシロイヌナズナ（TPS1）について報告します。TPS1変異体は劣性胚です。胚の形態形成は正常ですが、発達は遅れており、細胞の膨張と貯蔵予備の蓄積の段階の早い段階で失速します。TPS1は、この同じ発達段階で一時的にアップレギュレートされており、種子成熟マーカー遺伝子（2S2およびオレオスン2）の完全な発現に必要です。ショ糖レベルは、細胞膨張の開始中に種子でも急速に増加します。Saccharomycesでは、ヘキソキナーゼの阻害を介して糖の流入を調節するために、砂糖の流入を調節するためにトレビシアのトレビシアであるトレビシアであるトレビシア（T-6-P）は、糖の成長を防ぐために必要です（Thevelein and Hohmann、1995）。シロイヌナズナのTPS1-1胚の成長は、ショ糖レベルを低下させることにより、in vitroで部分的に救助することができます。ただし、T-6-PはATHXK1またはATHXK2の阻害剤ではありません。また、ヘキソキナーゼ活性の低減はTPS1-1胚の成長を救いません。私たちのデータは、トレハロース代謝の酵素が植物で不可欠であり、S。cerevisiaeで報告されたものとは異なるメカニズムを介して糖の代謝/胚発生の調節に関与していることを初めて確立します。
Despite the recent discovery that trehalose synthesis is widespread in higher plants very little is known about its physiological significance. Here we report on an Arabidopsis mutant (tps1), disrupted in a gene encoding the first enzyme of trehalose biosynthesis (trehalose-6-phosphate synthase). The tps1 mutant is a recessive embryo lethal. Embryo morphogenesis is normal but development is retarded and stalls early in the phase of cell expansion and storage reserve accumulation. TPS1 is transiently up-regulated at this same developmental stage and is required for the full expression of seed maturation marker genes (2S2 and OLEOSN2). Sucrose levels also increase rapidly in seeds during the onset of cell expansion. In Saccharomyces cerevisiae trehalose-6-phosphate (T-6-P) is required to regulate sugar influx into glycolysis via the inhibition of hexokinase and a deficiency in TPS1 prevents growth on sugars (Thevelein and Hohmann, 1995). The growth of Arabidopsis tps1-1 embryos can be partially rescued in vitro by reducing the sucrose level. However, T-6-P is not an inhibitor of AtHXK1 or AtHXK2. Nor does reducing hexokinase activity rescue tps1-1 embryo growth. Our data establish for the first time that an enzyme of trehalose metabolism is essential in plants and is implicated in the regulation of sugar metabolism/embryo development via a different mechanism to that reported in S. cerevisiae.
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