温度環境感覚におけるＰＩＦ４制御の分子機構の解明

• Project Area: Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses
• Project/Area Number: 23120519
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Ryukoku University (2012); Hiroshima University (2011)
• Principal Investigator: 古本 強 龍谷大学, 文学部, 教授 (30313208)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: PIF4 / ファイトクローム / タンパク質分解 / 温度

Outline of Annual Research Achievements

環境に応じた葉や茎などの外部形態の変化は、植物が光合成を最適に行うための大切な適応現象のひとつである。シロイヌナズナの野外生育温度環境は、22℃の平均温度を挟んで上下する。この比較的穏やかではあるが生育期間を通して恒常的に起こりえる温度変化に植物が応答しうるかどうかについては不明な点が多い。高温（28度）条件下での徒長現象や花成誘導現象についてその分子機構はこの１，２年の間にずいぶんと明らかにされたが、一方で穏やかな低温への環境感覚の分子機構はまったくといってよいほど理解されていない。
申請者はこれまでに、大気温度に応じた伸長成長の分子機構の解明の端緒として、28℃条件下で伸長できない変異体pif4-3を単離した。ついで、恒常的に発現させた外来性のPIF4タンパク質が16℃の低温処理により不安定化されることを独自に見出した。この独自の知見をもとに、次に示す新規低温不感受変異体を単離する順遺伝学研究を行った。まず、N末端を欠如したPIF4（dPIF4）を恒常的に発現させた形質転換植物を背景にEMS処理を施し、変異導入種子を用いて低温条件下で徒長表現型を示す変異体を探索した。次に、その後代種子での再現を確認の後、dPIF4のタンパク質レベルを検討し、dPIF4タンパク質レベルの上昇と徒長性に相関性のある新規変異体を少なくとも15ライン単離した。これらのPIF4分解系の変異体には、すでにPIF4の分解現象が明らかなファイトクロームを介した分解系への異常を呈する変異体も含むと考えられるので、これらを区別する実験を行い、温度感受性に特異的な変異体と光感受性との共通する変異体の二種類に分類することに成功した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of a plastidial sodium-dependent pyruvate transporter (2011)
  • Author(s): Furumoto T., Yamaguchi T., Ohshima-Ichie Y., Nakamura M., Iwata Y., Shimamura M., Ohnishi J., Hata S., Gowik U., Westhoff P., Bräutigam A., Weber A., Izui K.
  • Journal Title: Nature Volume: 476 Issue: 3 Pages: 472-475
  • DOI: 10.3390/ijms14035312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A plastidial sodium-dependent pyruvate transporter (2011)
  • Author(s): Furumoto T, Yamaguchi T, Ohshima Y, Nakamura-M, Tsuchida Y, Shimamura M, Ohnishi J, Hata S, Gowik U, Westhoff P, Brautigam A, Weber APM, Izui K
  • Journal Title: Nature Volume: Vol. 476, No. 7361 Issue: 7361 Pages: 472-475
  • DOI: 10.1038/nature10250
  • Peer Reviewed
• [Presentation] C4植物とC3植物のプラスチドの機能差から見出された新規因子について (2013)
  • Author(s): 古本 強
  • Organizer: 日本植物生理学会 第15回オルガネラワークショップ
  • Place of Presentation: 岡山市
  • Invited
• [Remarks]
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/top/kenkyu/now/no29
• [Remarks]
  • URL: http://www.hiroshima-u.ac.jp/top/koho_press/press/h2301-12/p_h4coy4.html