The ZmASR1 protein influences branched-chain amino acid biosynthesis and maintains kernel yield in maize under water-limited conditions.
ZmASR1タンパク質は分岐鎖アミノ酸生合成に影響し、水制限条件下でのトウモロコシの子実収量を維持する (機械翻訳の邦題)
記録の確認項目
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- 対象
- 未確定
- 出版年
- 2011
- 出典
- doi.org
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- 表示あり
- 出版状態
- 有効な記録
- 状態確認日
- 2026/08/17
- 収集日
- 2026/08/03
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日本語要約(機械生成)
トウモロコシのASR遺伝子ファミリーは9つのパラログからなり、その中でZmASR1は高発現する遺伝子の一つである。ZmASR1を過剰発現させたトウモロコシは、圃場の水制限条件下でも収量が維持された。野生型と過剰発現体の葉のトランスクリプトームおよびプロテオーム解析により、ZmASR1によって発現が変化する3つの転写産物と16のタンパク質が同定され、その多くが一次代謝や細胞代謝、特に分岐鎖アミノ酸生合成に関与していた。メタボローム解析と遺伝子発現解析から、過剰発現体では分岐鎖アミノ酸化合物の減少と関連遺伝子の発現変化が認められた。さらに、過剰発現体の葉で減少した13の代謝物の間に密接な関連が見られ、そのうち6つはバイオマスと負の相関を示すことが既に報告されており、ZmASR1によるこれらの代謝物の調節が葉の成長を制御し、子実収量の向上に寄与する可能性が示唆された。
この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。
抄録
Abscisic acid-, stress-, and ripening-induced (ASR) proteins were first described about 15 years ago as accumulating to high levels during plant developmental processes and in response to diverse stresses. Currently, the effects of ASRs on water deficit tolerance and the ways in which their physiological and biochemical functions lead to this stress tolerance remain poorly understood. Here, we characterized the ASR gene family from maize (Zea mays), which contains nine paralogous genes, and showed that maize ASR1 (ZmASR1) was encoded by one of the most highly expressed paralogs. Ectopic expression of ZmASR1 had a large overall impact on maize yield that was maintained under water-limited stress conditions in the field. Comparative transcriptomic and proteomic analyses of wild-type and ZmASR1-overexpressing leaves led to the identification of three transcripts and 16 proteins up- or down-regulated by ZmASR1. The majority of them were involved in primary and/or cellular metabolic processes, including branched-chain amino acid (BCAA) biosynthesis. Metabolomic and transcript analyses further indicated that ZmASR1-overexpressing plants showed a decrease in BCAA compounds and changes in BCAA-related gene expression in comparison with wild-type plants. Interestingly, within-group correlation matrix analysis revealed a close link between 13 decreased metabolites in ZmASR1-overexpressing leaves, including two BCAAs. Among these 13 metabolites, six were previously shown to be negatively correlated to biomass, suggesting that ZmASR1-dependent regulation of these 13 metabolites might contribute to regulate leaf growth, resulting in improvement in kernel yield.
MeSH
DOI 10.1104/pp.111.176818
PMID 21852416
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