細胞質アスコルビン酸ペルオキシダーゼ1は、窒素欠乏ストレス下の茶植物において、窒素調節タンパク質P-IIと協働してアスコルビン酸代謝を調節する

Cytosolic ascorbate peroxidase 1 modulates ascorbic acid metabolism through cooperating with nitrogen regulatory protein P-II in tea plant under nitrogen deficiency stress.

• Hui Li
• Hao Liu
• Yu Wang
• Rui-Min Teng
• Jingyu Liu
• Shijia Lin
• Jing Zhuang

抄録

窒素（N）元素は必須栄養素であり、高等植物の二次代謝物の代謝に影響を与えます。アスコルビン酸ペルオキシダーゼ（APX）は、茶植物のアスコルビン酸（AsA）代謝に重要な役割を果たしている。しかし、茶植物の窒素欠乏ストレス下でのアスコルビン酸代謝における細胞質アスコルビン酸ペルオキシダーゼ1(CsAPX1)の役割は詳細には明らかにされていない。本研究では、茶植物から窒素調節タンパク質P-II(CsGLB1)とCsAPX1を相対定量・絶対定量用アイソバリックタグ(iTRAQ)を用いて同定した。CsAPX1とCsGLB1を過剰発現させたトランスジェニック大腸菌の細胞増殖率は、空ベクターを用いた場合と比較して、窒素欠乏条件下では高い値を示した。CsAPX1を宿主とするトランスジェニック・シロイヌナズナでは、N欠乏ストレス下での新芽・根の表現型、AsA蓄積量、AtAPX1及びAtGLB1遺伝子の発現量が変化した。これらの結果から、細胞内に存在する CsAPX1 は、N 欠乏ストレス下で GLB1 と協働して AsA 蓄積の調節因子として機能していることが示唆された。

Nitrogen (N) element is essential nutrient, and affect metabolism of secondary metabolites in higher plants. Ascorbate peroxidase (APX) plays an important role in ascorbic acid (AsA) metabolism of tea plant. However, the roles of cytosolic ascorbate peroxidase 1 (CsAPX1) in AsA metabolism under N deficiency stress in tea plant remains unclear in detail. In this work, nitrogen regulatory protein P-II (CsGLB1) and CsAPX1 were identified by isobaric tags for relative and absolute quantitation (iTRAQ) from tea plant. The cell growth rates in transgenic Escherichia coli overexpressing CsAPX1 and CsGLB1 were higher than empty vector under N sufficiency condition. Phenotype of shoots and roots, AsA accumulation, and expression levels of AtAPX1 and AtGLB1 genes were changed in transgenic Arabidopsis hosting CsAPX1 under N deficiency stress. These findings suggested that cytosolic CsAPX1 acted a regulator in AsA accumulation through cooperating with GLB1 under N deficiency stress in tea plant.

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