有限成長するコケ植物２倍体メリステムの維持機構の解明
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20K15821
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
小田原 瑛美子 (養老瑛美子) 立教大学, 理学部, 助教 (40802054)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 胞子体 / ヒメツリガネゴケ / メリステム / 転写因子 / NLP / ２倍体 |
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| Outline of Research at the Start |
植物は、１倍体と２倍体の発生プログラムを有し両者が交代する生活環をもつ。基部陸上植物であるコケ植物の２倍体の発生は、有限で１倍体が優占する生活環を示すが、一方で、被子植物の２倍体は無限成長し、２倍体が優占する。この陸上植物の２倍体優占的な生活環への移行の要因の一つに、２倍体世代のメリステムの有限型から無限型への転換が推測される。研究代表者は、被子植物の硝酸応答の鍵となるNLP転写因子のヒメツリガネゴケ相同遺伝子の一つ、PpNLPaが、２倍体メリステムの有限性に関わる可能性を見出した。本研究では、PpNLPaの機能を足がかりとして、コケ植物の２倍体メリステムの有限性を規定する分子基盤の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物の基部に位置するコケ植物は１倍体が優占的であるが、被子植物は２倍体が優占的である。両者の生活環に占める核相の割合の相違は、２倍体世代のメリステムの性質がコケ植物では有限型である一方、被子植物では無限型であることに起因していると推測される。そこで本研究では、コケ植物ヒメツリガネゴケの２倍体メリステムの有限性を規定する分子機構を明らかにすることを目指してきた。
既に、NIN-like protein(NLP)相同遺伝子の一つ、PpNLPaが、２倍体メリステムの形成制御に関わる可能性を見出していた。PpNLPaのプロモーターレポーター株を取得し、PpNLPa が2倍体のメリステム付近と足で発現することを同定しており、CRISPR-Cas9系を用いたゲノム編集によりPpNLPa遺伝子を破壊した変異株を複数取得し胞子体の表現型を解析することによって、PpNLPa の2倍体メリステムの維持における機能を明らかにしてきた。
2-3年目では、これまでに作製したPpNLPaの変異株や、プロモーターレポーター株、細胞分裂のマーカー株および、既知の胞子体分裂組織に関わることが明らかにされていた因子の変異株との多重変異株作製をさらに進め、２倍体メリステムの有限性を規定する遺伝学的経路を解明してきた。2倍体組織の細胞分裂の指標となる、マーカー遺伝子のノックイン株作製も実施した。加えて、PpNLPa機能抑制株とPpNLPa過剰発現株、野生株の三者の若い胞子体を含む組織を用いたRNAシークエンスを実施し、そのデータ解析と、下流因子候補の同定を進めた。4年目は、同定した下流遺伝子の候補について、既知の被子植物のNLPオルソログの下流標的遺伝子との比較を進めた。
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Report
(4 results)
Research Products
(9 results)
