Research Project
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
窒素は植物の成長や発達を制御するシグナル分子である。花成は植物の繁殖最適化に重要な生命現象だが，窒素シグナルによる花成制御の分子機構は未解明な点が多い。これまでシロイヌナズナを用いた解析から，低窒素条件で野生型が早咲きを示すこと，この制御に転写因子FBH4とSnRK1キナーゼが関与することが示唆されている。本研究では，FBH4リン酸化の機能解析とSnRK1の機能解析を行い，SnRK1-FBH4による窒素栄養に応じた花成制御の分子機構解明を目指す。
本研究では，SnRK1-FBH4による窒素栄養に応じた花成制御の分子機構解明を目指している。研究背景として，低窒素条件において転写因子FBH4のリン酸化状態が変動すること，FBH4が花成制御に重要な因子であるCOとFT転写活性化に関わることが示唆されていた。また，SnRK1キナーゼが低窒素条件でのCOとFT遺伝子発現上昇に関わることを見出していた。当該年度は，窒素シグナルに応じたSnRK1キナーゼと転写因子FBH4リン酸化の機能に関してさらに詳細な解析を行った。結果として，FBH4のリン酸化状態が，標的遺伝子であるCOの転写量に影響を与えることに加えて，FBH4自身のタンパク質細胞内局在性に影響を与えることが分かった。低窒素条件ではFBH4のリン酸化状態と細胞内局在性が変化しており，それによってCOとFTが上昇し花成が誘導されることを示唆するデータを得た。さらに，SnRK1キナーゼとFBH4の関係性について，FBH4リン酸化状態の検証やCO遺伝子発現解析を行った。その結果，SnRK1キナーゼは植物体内でFBH4のリン酸化制御に関与すること，SnRK1キナーゼによるFBH4のリン酸化はCOの転写量に影響を与えることが分かった。これまでの研究成果をまとめると，SnRK1キナーゼによるFBH4のリン酸化修飾が花成誘導のブレーキの機能を担っており，窒素条件に応じてFBH4リン酸化状態が変化することでCO-FT経路を介して花成が制御されていることを明らかにした。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results, Peer Reviewed: 3 results, Open Access: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Invited: 1 results) Remarks (2 results)
Proceedings of the National Academy of Sciences
Volume: 118 Issue: 19 Pages: 1-12
10.1073/pnas.2022942118
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: -
Frontiers in Plant Science
Volume: 11 Pages: 377-377
10.3389/fpls.2020.00377
https://www.sci.hokudai.ac.jp/CSF2-web/
