根粒共生におけるオーキシンメチル化の生理機能の解明
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21J10143
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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 | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | The Graduate University for Advanced Studies |
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Principal Investigator |
後藤 崇支 総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 根粒共生 / 植物ホルモン / オーキシン |
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| Outline of Research at the Start |
植物ホルモンであるオーキシン（IAA）の二次代謝は、一般にIAAの不活化プロセスと考えられているが、その機能について不明瞭な点がある。IAAのメチル化酵素であるIAMT1は、逆遺伝学的解析からシロイヌナズナのシュートで機能することが報告されているが、メチル化されたIAA（MeIAA）の生理機能は不明であった。他方で我々は、ミヤコグサIAMT1遺伝子が根粒形成に関与することを見出している。そして興味深いことに、MeIAAの投与によって共生遺伝子の発現が誘導される。本研究ではミヤコグサにおけるIAMT1遺伝子およびMeIAAの機能解析を行い、根粒形成におけるIAAメチル化の生理機能に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マメ科植物は、根粒菌（共生微生物）を取り込み、根に共生器官「根粒」を形成する。この根粒共生により、マメ科植物は、多くの植物が育たない貧栄養土壌でも旺盛に生育することができる。根粒共生は、感染と発生という異なる生命現象が、細胞層を越えて上手く連動することで成立する。今回の研究では、「表皮での根粒菌感染」と「皮層での根粒形成」の協調制御に関わる遺伝子を探索し、オーキシンメチル化酵素をコードする遺伝子（IAMT1a）を見出した。そして、オーキシンのメチル化が根粒共生に必要とされる新規分子機構であることを明らかにした。この成果は米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）に昨年度掲載された。今年度は、オーキシンのメチル化の下流シグナル探索に向けて、RNA-seq解析の条件検討等に取り組んだ。また、IAMT1aの上流転写因子としてERN1 (ERF Required for Nodulation1) が見出されたため、その機能解析にも取り組んだ。具体的には、ミヤコグサ野生型とern1変異体の共生初期過程における比較RNA-seq解析を行った。その結果、IAMT1aに加えてERN1の下流候補遺伝子の網羅的探索に成功し、根粒共生の初期過程におけるERN1の多面的な役割に関する洞察が得られた。この解析を通して得られた結果は、Frontiers in Plant Science 誌に掲載された。
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| Research Progress Status |
令和4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4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
(5 results)
