穀物休眠と発芽の光調節における大麦cryptochrome1の役割

アブシジン酸（ABA）が種子休眠の調節において中心的な役割を果たし、ABA生合成および分解酵素をコードする遺伝子の転写調節がABA含有量を決定する原因であることはよく知られています。ただし、最終的にABA含有量を調節するために転写を妨げる上流のシグナル伝達経路や、環境シグナル（光や寒さなど）が穀物にそのような発現をどのように指示するかについてはほとんど知られていません。私たちの以前の研究は、光が大麦（Hordeum vulgare）、小麦（Triticum aestivum）、およびBrachypodium Distachyonの休眠粒子の発芽を阻害する重要な環境シグナルであり、この効果が熟成後の進行になるにつれて減衰することを示しています。光スペクトルの青い成分は、ABA生合成遺伝子の発現を誘導することにより、大麦の発芽の完了を阻害することがわかりました。現在、青色光受容体のcrytochrome（cry1）とcry2をコードする遺伝子をダウンレギュレートする大麦トランスジェニックの系統を作成しました。我々の結果は、Cry1が休眠粒子の青色光信号を認識し、伝達する重要な受容体であることを示しています。

It is well known that abscisic acid (ABA) plays a central role in the regulation of seed dormancy and that transcriptional regulation of genes encoding ABA biosynthetic and degradation enzymes is responsible for determining ABA content. However, little is known about the upstream signaling pathways impinging on transcription to ultimately regulate ABA content or how environmental signals (e.g., light and cold) might direct such expression in grains. Our previous studies indicated that light is a key environmental signal inhibiting germination in dormant grains of barley (Hordeum vulgare), wheat (Triticum aestivum), and Brachypodium distachyon and that this effect attenuates as after-ripening progresses further. We found that the blue component of the light spectrum inhibits completion of germination in barley by inducing the expression of the ABA biosynthetic gene 9-cis-epoxycarotenoid dioxygenase and dampening expression of ABA 8'-hydroxylase, thus increasing ABA content in the grain. We have now created barley transgenic lines downregulating the genes encoding the blue light receptors CRYTOCHROME (CRY1) and CRY2. Our results demonstrate that CRY1 is the key receptor perceiving and transducing the blue light signal in dormant grains.