Survey of miRNA molecules involved in responses to elevated CO2 of rice plants
| Project/Area Number |
18F18083
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Research Field |
Plant nutrition/Soil science
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
徳富 光恵 (宮尾光恵) 東北大学, 農学研究科, 教授 (70181980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KIM YONGHYUN 東北大学, 農学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 高CO2環境 / 葉の発達 / シグナル伝達 / miRNA / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高CO2環境を伝達する長距離シグナルの受け手であるP4葉（発達中の葉；完全展開葉＝P6）では、短時間の高CO2処理で18種類のmiRNAの存在量が2倍以上増大する。そのうち、miR396ファミリーは葉の発達（細胞分裂と伸長）に関与することから、miR396がシグナルとして機能するか検証した。
1) シグナル伝達経路に沿ったmiR396存在量の確認
シグナルは、P6葉から維管束を介して未発達葉に輸送されると考えられる（P6葉葉身→P6葉葉鞘→地上部基部→未発達葉）。RT-qPCR法により、シグナル伝達経路に沿ってmiR396ファミリーの存在量を調べた。P4葉では、3種類の前駆体（e, f, g）と2種類の成熟型（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。一方、P6葉の葉身と葉鞘では、成熟型の存在量は変化せず、2種類の前駆体（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。P6葉では細胞の分裂と伸長が完了しており、P6葉でmiR396が何らかの機能を担うとは考えにくい。高CO2環境下、P6葉でmiR396前駆体が発現・蓄積し、これが未発達葉に輸送されると考えられる。
2) 吸引・添加実験によるmiR396eのP4葉への輸送の検証
昨年度、miR396eに相同な合成ssDNAをP6葉葉身先端から2日間吸引させると、高CO2処理同様、新たに展開する葉の面積が縮小することを見いだしている。DIGラベルしたmiR396e/ssDNAをP6葉先端から吸引させると、1日間の吸引でP4葉まで到達することが確認された。P4葉では、miR396eのターゲットであるGrowth Regulating Factor（GRF）遺伝子10種類のうち3種類の発現が高CO2処理で大きく抑制される。DIG-miR396e/ssDNA吸引開始7時間後、高CO2処理同様、P4葉での3種類のGRF遺伝子の発現が特異的に抑制されることがわかり、外来miR396がP4葉で高CO2処理同様に作用することが明らかにされた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
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[Presentation] Nutrient uptake-based phenomics and transcriptomic analyses using diverse rice accessions2018
Author(s)
Ueda, Y., Kadota, K., Tezuka, A., Nagano, A.J., Kadowaki, T., Miyao, M. and Yanagisawa, S.
Organizer
16th International Symposium on Rice Functional Genomics
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Int'l Joint Research
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