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イネの初期葉緑体発生に必須のHNHエンドヌクレアーゼドメイン含有タンパク質をコードするWSL9
WSL9 Encodes an HNH Endonuclease Domain-Containing Protein that Is Essential for Early Chloroplast Development in Rice.
PMID: 32654074 PMCID: PMC7354284. DOI: 10.1186/s12284-020-00407-2.
抄録
背景:
植物の葉緑体は、光合成をはじめとする細胞内プロセスに欠かせないものであるが、葉緑体発生の生物学的メカニズムの理解は不完全である。
BACKGROUND: The plant chloroplast is essential for photosynthesis and other cellular processes, but an understanding of the biological mechanisms of plant chloroplast development are incomplete.
結果:
イネの新しい温度感受性白色縞葉9(wsl9)変異体を報告した。この突然変異体は、葉の発生初期には白い縞模様が発生するが、圃場条件では三葉期以降は緑色になる。また、この変異体は低温で栽培した場合にはアルバルク化することがわかった。WSL9遺伝子座の遺伝子マッピングと相補性試験の結果、WSL9はHNHドメインを持つ新規タンパク質をコードしていることが明らかになった。WSL9は様々な組織で発現した。低温下では、WSL9変異はrpl2のスプライシングに欠陥を生じさせたが、rpoBの編集効率を向上させた。また、プラスチドコードRNAポリメラーゼ（PEP）によって転写されるプラスチドゲノムエンコード遺伝子、葉緑体発生遺伝子、光合成関連遺伝子の発現量は、wsl9変異体で変化した。
RESULTS: A new temperature-sensitive white stripe leaf 9(wsl9) rice mutant is described. The mutant develops white stripes during early leaf development, but becomes green after the three-leaf stage under field conditions. The wsl9 mutant was albinic when grown at low temperature. Gene mapping of the WSL9 locus, together with complementation tests indicated that WSL9 encodes a novel protein with an HNH domain. WSL9 was expressed in various tissues. Under low temperature, the wsl9 mutation caused defects in splicing of rpl2, but increased the editing efficiency of rpoB. Expression levels of plastid genome-encoded genes, which are transcribed by plastid-coded RNA polymerase (PEP), chloroplast development genes and photosynthesis-related genes were altered in the wsl9 mutant.
結論:
WSL9は、イネの初期葉緑体発生に必須のHNHエンドヌクレアーゼドメイン含有タンパク質をコードしている。この研究は、イネにおける葉緑体発生の制御機構についてのさらなる研究の機会を提供するものである。
CONCLUSION: WSL9 encodes an HNH endonuclease domain-containing protein that is essential for early chloroplast development. Our study provides opportunities for further research on regulatory mechanisms of chloroplast development in rice.