ニコチアナ・ベンタミアナにおけるNbrgsCaMファミリー遺伝子の発現パターンとその発生・ストレス応答における潜在的な役割

Expression patterns of NbrgsCaM family genes in Nicotiana benthamiana and their potential roles in development and stress responses.

• Dandan Liu
• Qiuying Yang

抄録

rgsCaMは、ニコチアナのウイルス感染によって誘導されるカルモジュリン様（CML）因子として報告されている。シロイヌナズナにはrgsCaMファミリーに属するCMLが3つ存在する。本研究では、N. benthamianaゲノム中に合計5つのNbrgsCaMコード化配列を発見した。NbrgsCaMsのプロモーターの下にβ-グルクロニダーゼ（GUS）を発現させたトランスジェニック植物におけるNbrgsCaMsの転写パターンを、組織化学染色およびRT-qPCRにより解析した。シロイヌナズナのホモログと同様に、ほとんどの NbrgsCaMs は、発生や環境の変化に応じて、重複するが明確な発現パターンを持っている。特に、NbrgsCaM4 のプロモーターは、ウイルス感染、発生段階、その他の環境刺激に対して異なる制御応答を示した。以上のことから、NbrgsCaM ファミリー遺伝子が生物的ストレスや環境刺激下での植物の生長・発育を制御していることが明らかになった。

rgsCaM has been reported as a calmodulin-like (CML) factor induced by viral infection in Nicotiana. There are three CMLs that belong to the rgsCaM family in Arabidopsis thaliana. In this study, we found a total of 5 NbrgsCaM coding sequences in N. benthamiana genome. We analyzed transcription patterns of NbrgsCaMs in transgenic plants expressing a β-glucuronidase (GUS) under the promoter of NbrgsCaMs by histochemistry staining and RT-qPCR. Similar to their Arabidopsis homologs, most NbrgsCaMs have an overlapping but distinct expression pattern in response to developmental and environmental changes. Specifically, the NbrgsCaM4 promoter exhibited robust activity and showed distinct regulatory response to viral infection, developmental stages and other abiotic stimuli. Overall, these findings provide clues for further understanding of the NbrgsCaM family genes in regulating plant growth and development under biotic stress and environmental stimulation.