アブシジン酸シグナルを介した種子休眠を制御するシグナルネットワークの解明

• Project/Area Number: 26712030
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Research Field: Applied molecular and cellular biology
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization (2016-2017); National Institute of Agrobiological Sciences (2014-2015)
• Principal Investigator: 西村 宜之 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 本部, 主任研究員 (70405041)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥24,050,000 (Direct Cost: ¥18,500,000、Indirect Cost: ¥5,550,000); Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2016: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000); Fiscal Year 2015: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2014: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
• Keywords: シグナル伝達 / プロテオーム / 植物

Outline of Annual Research Achievements

AHG1はタンパク質脱リン酸化酵素をコードし、アブシジン酸（ABA）による種子発芽の抑制や種子休眠で働く主要な因子である。ABAシグナルを介した種子休眠を制御するシグナルネットワークの解明を目指し、我々はAHG1に相互作用する因子AHG1 Interacting Protein 4 (AHIP4)とAHIP11の相互作用因子の同定とAHIP4とAHIP11の機能解析を試みた。
β-エストラジオールでAHIP11の発現を誘導する組換え植物のホモラインの選抜に成功し、作出したAHIP11組換え植物は、ABA応答に異常を示すかについて現在解析中である。AHIP11に相互作用する候補因子の一つについて、T-DNA挿入変異体を単離した。また、候補因子のホモログのT-DNA挿入変異体も単離し、二重変異体を作成した。二重変異体の種子におけるABA感受性の応答を調査したが、野生型と有意な差が見られなかったため、現在三重変異体の作出を試みている。
昨年度、AHIP4は錯体と結合することを見出し、錯体の配位に関わる候補アミノ酸残基の同定にも成功した。本年度、錯体の配位に関わるアミノ酸残基に変異を導入した過剰発現体を作出し、種子におけるABA応答を観察したところ、AHIP4過剰発現体が示すABA高感受性の表現型が、錯体の配位に関わるアミノ酸残基に変異を導入することで抑制された。以上より、今回同定したアミノ酸残基は、AHIP4の錯体との配位子であることが強く示唆された。EMSにより変異処理を行ったYFP-AHIP4過剰発現体を用いたサプレッサー解析も実施し、AHIP4内に変異を同定することに成功し、現在その生理的意義を解析している。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] The Scripps Research Institute/University of California, San Diego(米国)
• [Journal Article] FRET-based reporters for the direct visualization of abscisic acid concentration changes and distribution in Arabidopsis (2014)
  • Author(s): Waadt R, Hitomi K, Nishimura N, Hitomi C, Adams S.R, Getzoff E.D, Schroeder J.I
  • Journal Title: eLife Volume: 3
  • DOI: 10.7554/elife.01739
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Identification and characterization of AHG1-mediated ABA signaling components in Arabidopsis (2017)
  • Author(s): Noriyuki Nishimura, Wataru Tsuchiya, James J. Moresco, Kouji Satoh, Nahomi Kaiwa, Tomoko Irisa, Yuki Hayashi, Toshinori Kinoshita, Julian I. Schroeder, John R. Yates, III, Takashi Hirayama & Toshimasa Yamazaki
  • Organizer: 第58回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス (鹿児島県鹿児島市)
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] A complex ABA signaling network mediated by PP2Cs (2016)
  • Author(s): Noriyuki Nishimura, James Moresco, Nobutaka Mitsuda, Patricia Tu, Hideki Nishimura, Yuki Hayashi, Takashi Hirayama, Toshinori Kinoshita, Julian I. Schroeder, John R.Yates, III, Kouji Satoh
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 岩手大学（上田キャンパス）
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] アブシジン酸シグナルで働くAHG1の相互作用因子の解析 (2015)
  • Author(s): 西村宜之、James Moresco、光田展隆、Patricia Tu 、西村秀希、林優紀、平山隆志、木下俊則、Julian I. Schroeder、John R. Yates, III 、佐藤浩二
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18