イネ胚乳品質を制御する転写ネットワークの解明

• Project/Area Number: 22688001
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Breeding science
• Research Institution: National Institute of Agrobiological Sciences
• Principal Investigator: 川勝 泰二 独立行政法人農業生物資源研究所, 機能性作物研究開発ユニット, 主任研究員 (30435614)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000); Fiscal Year 2012: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2011: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000); Fiscal Year 2010: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: イネ / 種子貯蔵タンパク質 / 転写因子 / 胚乳 / 有用物質生産 / リシン

Research Abstract

シロイヌナズナではSSP遺伝子発現制御にbZIP型転写因子であるABI5が関与していることが報告されている。イネのABI5ホモログであるTRAB1はイネ胚乳でも発現しており、イネでもSSP遺伝子発現制御に関わっている可能性がある。そこで、TRAB1過剰発現体やSRDXを融合したTRAB1のキメラリプレッサーの作出を試みた。C末にHAタグを融合したTRAB1を過剰発現させるコンストラクトを導入した形質転換体では抗田抗体を用いたイムノブロットでは過剰発現が検出できなかったため、N末にFLAGタグを融合したコンストラクトを作製し、再度形質転換中である。TRAB1キメラリプレッサー(TRAB1-RD)の過剰発現体では背丈が低くなるという表現型の他に、SSPが顕著に減少しており、RISBZ1やRPBFのノックダウシ系統と種子の表現型が酷似していた。このことから、これらの転写因子の上流で機能し、SSPの蓄積量を制御している可能性が示唆された。
転写因子がin vivoで直接的に標的遺伝子を制御しているかどうかを調べるにはChIP-seq法が有効である。そこで、プロトプラストを用いたChIP-seq法の開発に向けて、葉肉細胞由来プロトプラストを用いた一過性過剰発現系の構築を行った。検証のため、SSPを制御しているRISBZ1やRPBFや、ERストレスシグナル伝達に関わるOsbZIP39をエフェクターとし、それらが制御する既知の遺伝子プロモーターを用いたレポーターアッセイを行い、従来の培養細胞由来プロトプラストを用いた一過性過剰発現系の結果と同様な結果が得られた。

Research Products

• [Journal Article] Overexpression of <i>OsRab7B3</i>, a Small GTP-Binding Protein Gene, Enhances Leaf Senescence in Transgenic Rice (2012)
  • Author(s): Pitakrattananukool S, Kawakatsu T, Anuntalabhochai S, Takaiwa F
  • Journal Title: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry Volume: 76 Issue: 7 Pages: 1296-1302
  • DOI: 10.1271/bbb.120050
  • NAID: 130001862717
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RNA silencing induced by an artificial sequence that prevents proper transcription termination in rice (2012)
  • Author(s): Kawakatsu T, Wakasa Y, Yasuda H, Takaiwa F
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 160 Issue: 2 Pages: 601-612
  • DOI: 10.1104/pp.112.202689
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recombinant protein yield in rice seed is enhanced by specific suppression of endogenous seed proteins at the same deposit site (2012)
  • Author(s): Yang L, Hirose S, Takahashi H, Kawakatsu T, Takaiwa F
  • Journal Title: Plant Biotechnology Journal Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1035-1045
  • DOI: 10.1111/j.1467-7652.2012.00731.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reduction of 13 kD prolamins increases recombinant protein yield and recovery rate in rice endosperm (2012)
  • Author(s): Kawakatsu T, Takaiwa F
  • Journal Title: Plant Signaling & Behavior Volume: 7 Issue: 11 Pages: 1402-1403
  • DOI: 10.4161/psb.21924
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A Rice transmembrane bZIP transcription factor, OsbZIP39, regulates the endoplasmic reticulum stress response (2012)
  • Author(s): Takahashi H, Kawakatsu T, Wakasa Y, Hayashi S, Takaiwa F
  • Journal Title: Plant & Cell Physiol Volume: 53 Issue: 1 Pages: 144-153
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr157
  • NAID: 10030307567
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Signal transduction by IRE1-mediated splicing of bZIP50 and other stress sensors in the endoplasmic reticulum stress response of rice (2012)
  • Author(s): Hayashi S, Wakasa Y, Takahashi H, Kawakatsu T, Takaiwa F
  • Journal Title: Plant J Volume: 69 Issue: 6 Pages: 946-956
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04844.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expression of ER quality control-related genes in response to changes in BiP1 levels in developing rice endosperm. (2011)
  • Author(s): Wakasa, Yasuda, Oono, Kawakatsu, Hirose, Takahashi, Hayashi, Yang, Takaiwa
  • Journal Title: Plant J Volume: 65 Pages: 675-689
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Increased lysine content in rice grains by over-accumulation of BiP in the endosperm. (2010)
  • Author(s): Kawakatsu, Wang, Wakasa, Takaiwa
  • Journal Title: Biosci Biotechnol Biochem Volume: 74 Pages: 2529-2531
  • NAID: 10027728524
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Differences in transcriptional regulatory mechanisms functioning for free lysine content and seed storage protein accumulation in rice grain. (2010)
  • Author(s): Kawakatsu, Takaiwa
  • Journal Title: Plant & Cell Physiol Volume: 51 Pages: 1964-1974
  • NAID: 130006995987
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reducing rice seed storage protein accumulation leads to changes in nutrient quality and storage organelle formation. (2010)
  • Author(s): Kawakatsu, Hirose, Yasuda, Takaiwa
  • Journal Title: Plant Physiol Volume: 50 Pages: 1532-1543
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ヒトIL-10のイネ種子での産生とアレルギー症状への経口投与による有効性 (2012)
  • Author(s): 高岩文雄、楊麗軍、廣瀬咲子、高木英典、高橋英之、川勝泰二
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 京都府立大学
  • Year and Date: 2012-09-14
• [Presentation] イネにおけるIRE1を介したOsbZIP50の活性化によって誘導される小胞体ストレス応答 (2012)
  • Author(s): 若佐雄也, 林晋平, 高橋英之, 川勝泰二, 高岩文雄
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] RNA silencing inducible sequenceの作用機作の解析 (2012)
  • Author(s): 川勝泰二, 若佐雄也, 保田浩, 高岩文雄
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2012-03-30
• [Presentation] イネにおける小胞体ストレス応答の分子機構 (2012)
  • Author(s): 林晋平, 若佐雄也, 高橋英之, 川勝泰二, 高岩文雄
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] RNA silencing inducible sequence in rice (2012)
  • Author(s): Kawakatsu T, Wakasa Y, Yasuda H, Takaiwa F
  • Organizer: Plant & Animal Genome XX Conference
  • Place of Presentation: サンディエゴ
  • Year and Date: 2012-01-17
• [Presentation] イネ種子中総リシン濃度が3倍になったBiP過剰蓄積体の開発 (2011)
  • Author(s): 川勝泰二、ワンスーイー、若佐雄也、高岩文雄
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 横浜市立大
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] イネ種子における遊離リジン含量制御機構の解析 (2011)
  • Author(s): 川勝泰二、高岩文雄
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2011-03-22
• [Presentation] 膜貫通型転写因子OsbZIP39によるBiP遺伝子の転写活性化 (2011)
  • Author(s): 高橋英之、若佐雄也、林晋平、川勝泰二、高岩文雄
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 東北大学
  • Year and Date: 2011-03-21
• [Presentation] イネ種子における遊離リジン含量制御機構の解析 (2010)
  • Author(s): 川勝泰二、高岩文雄
  • Organizer: 日本育種学会
  • Place of Presentation: 秋田県立大学
  • Year and Date: 2010-09-25
• [Remarks]
  • URL: http://www.jspp.org/17hiroba/photo_gallery/pcp/51/51-12/51-12.html