Nod factorと遠距離シグナル物質による共生器官の生成と安定化

• Project/Area Number: 17027010
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 川口 正代司 東京大学, 大学院理学系研究科, 助教授 (30260508)
• Project Period (FY): 2005 – 2006
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2006)
• Budget Amount: ¥5,000,000 (Direct Cost: ¥5,000,000); Fiscal Year 2006: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 2005: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: ミヤコグサ / 根粒形成 / 遠距離シグナル伝達 / レセプター様キナーゼ / ペプチド / 茎頂分裂組織

Research Abstract

根粒形成は、根とシュート間の遠距離シグナル伝達によって制御されており、根粒菌のNod factorを受容した後根からシュートへ伝達される「Root-derived AUT Signal」とシュートで合成され根に伝達される「Shoot-derived AUT Signal」より構成されると考えられている。これまでにこの遠距離シグナル伝達を仲介する因子としてミヤコグサよりHAR1レセプター様キナーゼを特定した。HARTと最も高い相同性を示すシロイヌナズナやイネの遺伝子は茎頂・花芽分裂組織を制御するCLV1である。CLV1ではCLV2とレセプター複合体を形成し茎頂分裂組織で特異的に発現するCLV3ペプチドを認識すると考えられていることから、根からシュートに輸送されHAR1によって認識される「Root-derived AUT Signal」はCLV3様のペプチド(CLEペプチド)であることが想定された。そこで、ミヤコグサMG-20のゲノム情報からCLE遺伝子を25種類抽出し、各々の発現を解析した。klavler(klv)は早咲きのミヤコグサMG-20にイオンビーム照射によって単離した新規根粒過剰着生変異体で「Shoot-derived AUT Signal」を失っていることが示されている。klvでは、根粒の過剰形成以外にも、維管束分化不全、二叉分岐、帯化、花成の遅延、花器官数の増加などが観察される。har1変異体との上位検定では、KLVはHAR1と同一経路で機能することが示唆され、klvにおける維管束分化不全が花成や根粒形成という遠距離シグナル伝達を必要とする現象に影響していることが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] NUCLEOPORIN85 is required for calcium spiking, fungal and bacterial symbioses and seed production in Lotus japonicus. (2007)
  • Author(s): Saito K, et al.
  • Journal Title: Plant Cell 19 Pages: 610-624
• [Journal Article] Positional cloning identifies Lotus japonicus NSP2, A putative transcription factor of the GRAS family, required for NIN and ENOD40 gene expression in nodule initiation. (2006)
  • Author(s): Murakami Y et al.
  • Journal Title: DNA Research 13 Pages: 255-265
• [Journal Article] Characterization of a Lotus japonicus symbiotic mutant, lot1, that shows a reduced nodule number and distorted trichomes. (2006)
  • Author(s): Ooki et al.
  • Journal Title: Plant Physiology 137 Pages: 1261-1271
• [Journal Article] Shoot-applied MeJA suppresses root nodulation in Lotus japonicus. (2006)
  • Author(s): Nakagawa T, Kawaguchi M.
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology 47 Pages: 176-180
  • NAID: 10017158332
• [Journal Article] Plastid proteins crucial for symbiotic fungal and bacterial entry into plant roots. (2005)
  • Author(s): Imaizumi-Anraku H, Takeda N, et al.
  • Journal Title: Nature 433 Pages: 1527-531
• [Journal Article] Lotus burttii takes a position of the third corner in the Lotus molecular genetics triangle. (2005)
  • Author(s): Kawaguchi M, et al.
  • Journal Title: DNA research 12 Pages: 63-71
• [Journal Article] klavier (klv), a novel hypernodulation mutant of Lotus japonicus affected in leaf vein and floral induction. (2005)
  • Author(s): Oka-Kira E, Tateno K, et al.
  • Journal Title: Plant Journal 44 Pages: 505-515
• [Journal Article] The sulfate transporter SST1 is crucial for symbiotic nitrogen fixation in Lotus japonicus root nodules. (2005)
  • Author(s): Krusell L, et al.
  • Journal Title: Plant Cell 17 Pages: 1625-1636
• [Book] 改訂3版モデル植物の実験プロトコール「目でみるミヤコグサの形態学」、マップペースクローニング (2005)
  • Author(s): 川口正代司, 林 正紀, 原田久也
  • Total Pages: 9
  • Publisher: 秀潤社