新規の高等植物（シロイヌナズナthaliana）推定ベータ - キシロシダーゼ遺伝子であるATBXL1は、二次細胞壁の代謝と植物の発達に関与しています

細胞壁の発達に関与するメカニズムを調査するために、シロイヌナズナt-DNA挿入変異体収集をスクリーニングして、二次細胞壁肥厚を受けている組織におけるベータグルクロニダーゼ融合遺伝子発現を持つ変異体を特定しました。このプロモータートラッピング戦略により、推定ベータ - キシロシダーゼ遺伝子のATGの700 bp上流に挿入されたGusコーディング配列を含む形質転換体の分離が可能になりました。遺伝子の発現が挿入によって破壊されなかったため、形質転換体には表現型はありません。予測されたタンパク質であるATBXL1の分析は、細胞外マトリックスへのターゲティングと、キシランに対する推定活性による細胞壁代謝への関与を示唆しています。ATBXL1の2 kBプロモーター配列をGUSコーディングシーケンスに融合し、野生型シロイヌナズナに導入しました。GUS発現は、二次細胞壁形成を受けている組織に限定されることが示されました。ベータ - キシロシダーゼ活性は、野生型植物の異なる器官の細胞壁に豊富な割合と関連していました。活性のレベルは、ATBXL1および他のATBXL1関連遺伝子の転写産物の蓄積と相関しています。アンチセンス配向にATBXL1 cDNAを発現するトランスジェニック植物が生成されました。ATBXL1転写産物の蓄積とベータ - キシロシダーゼ活性の最高の減少を示す株は、表現型の変化を示しました。この新たに同定された遺伝子は、二次細胞壁ヘミセルロース代謝と植物の発達に関与することが提案されています。

To investigate mechanisms involved in cell wall development, an Arabidopsis T-DNA insertion mutant collection was screened to identify mutants with beta-glucuronidase fusion gene expression in tissues undergoing secondary cell wall thickening. This promoter-trapping strategy allowed the isolation of a transformant containing the GUS coding sequence inserted 700 bp upstream of the ATG of a putative beta-xylosidase gene. The transformant has no phenotype as the expression of the gene was not disrupted by the insertion. The analysis of the predicted protein, AtBXL1, suggests its targeting to the extracellular matrix and its involvement in cell wall metabolism through a putative activity towards xylans. The 2-kb promoter sequence of AtBXL1 was fused to the GUS coding sequence and introduced into wild-type Arabidopsis thaliana. GUS expression was shown to be restricted to tissues undergoing secondary cell wall formation. Beta-xylosidase activity was associated with the cell wall-enriched fraction of different organs of wild-type plants. The level of activity correlates with transcript accumulation of AtBXL1 and other AtBXL1-related genes. Transgenic plants expressing the AtBXL1 cDNA in antisense orientation were generated. Lines exhibiting the highest decrease in AtBXL1 transcript accumulation and beta-xylosidase activity had phenotypic alterations. This newly identified gene is proposed to be involved in secondary cell wall hemicellulose metabolism and plant development.