Arabidopsisの野生型および変異体胚における炭素代謝に関連する酵素活性の時空間分析：in situ組織化学を用いて

Arabidopsisは分子遺伝学のモデルとして種子発生の研究に多くの利点を提供しますが、これらは生育中の小さな胚から得られる材料の制限により、生化学的および酵素的研究には及びません。一連のアッセイは、酵素反応をNAD、NADPまたはFADの還元に結合させ、その後テトラゾリウム塩の還元および沈殿化を行う方法に基づいており、発育中のArabidopsis胚における炭素代謝に関連する18の酵素活性を調査するために適応されています。オルガネラ特異的マーカー酵素の使用は、ミトコンドリア、プラスト、過酸化物酵素、さらには細胞質内での活性検出のための方法の有用性を示しています。得られた時間的染色パターンにより、成熟の早期、中期、または後期にピークを迎えるかどうかに基づいて、活性を3つの主要カテゴリに分類することができます。成熟段階の開始時には、ATPからピロリン酸を消費する経路への興味深い切り替えが見られ、これはホスホフルクトキナーゼなどの主要な炭素代謝のステップを含みます。この炭素代謝の時空間的特性は、embryo発生において破壊されたさまざまな変異体、例えばgnom (gn)、アセチル-CoAカルボキシラーゼ1 (acc1)、schlepperless (slp)、およびwrinkled1 (wri1)にも適用されています。得られたデータは、変異体における炭素代謝への影響の程度が、考慮される変異の重大性と必ずしも相関しないことを示しています。トレハロース-6-Pシンターゼ1 (tps1) 胚の高度な特性評価を通じて、このアプローチは胚発生におけるトレハロース代謝の調節的役割についての新たな洞察を提供します。