シロイヌナズナのアラビシスタン型のrd29遺伝子の乾燥応答性RD29遺伝子の発現とトランスジェニック植物におけるそのプロモーターの分析の特性評価

cDNAクローンであるRD29に対応する遺伝子の発現を特徴づけました。これは、シロイヌナズナの寒冷および高塩条件によって誘導されます。乾燥誘発性発現の北部分析により、2段階の誘導プロセスが明らかになりました。早期誘導は20分以内に発生し、二次誘導は乾燥の開始から3時間後に発生します。外因性アブシジ酸（ABA）は、3時間以内にRD29 mRNAを誘導します。RD29、RD29AおよびRD29Bに対応する2つの遺伝子は、シロイヌナズナのゲノムの8 kB領域に並行して位置し、親水性タンパク質をエンコードしています。乾燥は2段階の速度論でRD29A mRNAを誘導しますが、RD29Bは乾燥の開始からわずか3時間後に誘導されます。両方の遺伝子の発現は、ABAの適用後約3時間後に刺激されます。RD29Aには少なくとも2つのCIS作用要素があり、1つは乾燥に対するABA関連の反応に関与し、もう1つは浸透圧の変化によって誘導されるようです。RD29Aプロモーターによって駆動されるベータ - グルクロニダーゼ（GUS）レポーター遺伝子は、トランスジェニックシロイヌナズナとタバコの両方で、乾燥、寒さ、高塩条件、およびABAによって有意なレベルで誘導されました。GUS活性の組織化学分析により、RD29Aプロモーターは、水欠乏症中の栄養植物のほとんどすべての臓器と組織で機能することが明らかになりました。

We characterized the expression of genes that correspond to a cDNA clone, RD29, which is induced by desiccation, cold and high-salt conditions in Arabidopsis thaliana. Northern analysis of desiccation-induced expression revealed a two-step induction process. Early induction occurs within 20 min and secondary induction occurs 3 h after the start of desiccation. Exogenous abscisic acid (ABA) induces RD29 mRNA within 3 h. Two genes corresponding to RD29, rd29A and rd29B, are located in tandem in an 8 kb region of the Arabidopsis genome and encode hydrophilic proteins. Desiccation induces rd29A mRNA with two-step kinetics, while rd29B is induced only 3 h after the start of desiccation. The expression of both genes is stimulated about 3 h after application of ABA. It appears that rd29A has at least two cis-acting elements, one involved in the ABA-associated response to desiccation and the other induced by changes in osmotic potential. The beta-glucuronidase (GUS) reporter gene driven by the rd29A promoter was induced at significant levels by desiccation, cold, high-salt conditions and ABA in both transgenic Arabidopsis and tobacco. Histochemical analysis of GUS activity revealed that the rd29A promoter functions in almost all the organs and tissues of vegetative plants during water deficiency.