| Project/Area Number |
22K05933
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
岡 真理子 鳥取大学, 農学部, 准教授 (20324999)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮本 健助 大阪公立大学, 国際基幹教育機構, 客員研究員 (10209942)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | オーキシン極性移動 / カルシウム / 黄化エンドウ芽生え / オーキシン / 重力 |
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| Outline of Research at the Start |
宇宙で植物を栽培するための基礎的知見を得るために、植物が重力に応答して成長する仕組み、特に植物の成長方向を規定するオーキシン極性移動調節機構の解明を目指す。本研究課題では、エンドウ芽生えを材料として、（1）重力刺激後に増加することが報告されているCa2+とオーキシン動態の関係を解明し、（2）PsPIN1に蛍光タンパク質を接続した組換えエンドウを作出して、異なる重力環境下で生育させ、重力を感知した後のCa2+などの物質によるPsPIN1の局在の調節機構を明らかにし、植物が重力を感知した後のオーキシン極性移動の調節を介した植物の姿勢形成の仕組みの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
微小重力環境下で育てたエンドウのオーキシン極性移動能は低下し、傾斜成長をする。また、カルシウムインジケーターであるFluo-8を用いて蛍光を観察したところ、いずれの処理区においても導管付近と表皮で蛍光が認められ、オーキシン排出関連タンパク質であるPsPIN1が局在しているのと同様の組織にカルシウムが蓄積することが明らかとなった。重力応答変異体であるageotropumにおいては、カルシウム含有量、オーキシン極性移動能のいずれも重力応答が正常であるAlaska品種と比較して低下しており、このことからもカルシウムがオーキシン極性移動を調節している可能性が示された。
重力が細胞骨格の動態に影響を与えることが報告されていることから、細胞骨格の変化によるカルシウムの動態とオーキシン極性移動への影響を明らかにするために、微小管重合阻害剤のオリザリンあるいはアクチン重合阻害剤のサイトカラシン存在下で発芽、生育させた黄化エンドウ芽生え（品種：Alaska）のカルシウム含有量とオーキシン極性移動能を調べた。オリザリンを処理した黄化エンドウ芽生えの地上部のカルシウム含有量は、コントロールと同程度であったが、サイトカラシンを処理した場合は、カルシウム含有量が減少した。また、オリザリンを処理した黄化エンドウ芽生えのオーキシン極性移動能はコントロールと同程度であったが、サイトカラシンを処理した黄化エンドウのオーキシン極性移動能は低下する傾向が認められた。これらの結果から、アクチンの重合が、カルシウム動態およびオーキシン極性移動に影響することが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
PsPINの局在の経時変化を調べるために、PsPINに蛍光タンパク質を接続させた形質転換エンドウを作出する予定であるが、形質転換植物の作成に手間取ってい る。
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| Strategy for Future Research Activity |
PsPINに蛍光タンパク質を接続させた形質転換エンドウの作出は引き続き行う予定ではあるが、それと並行して、カルシウムチャネル阻害剤やカルシウムキレート剤を処理したときのPsPINの局在を免疫染色でも観察する予定である。アクチン重合阻害剤により、カルシウム含量が減少し、オーキシン極性移動能が低下したことから、カルシウムチャネル阻害剤GdCl3、カルシウムキレート剤EGTA存在下や擬似微小重力環境下で、オーキシン極性移動が低下した黄化エンドウ芽生えにおいて、アクチン骨格の変化を調べ、細胞骨格の変化、カルシウムの動態およびオーキシン極性移動にどのような関係性が認められるかを明らかにする予定である。
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