ジベレリン輸送を介した植物の生長制御機構の解析

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 25119725
• 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: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 瀬尾 光範 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, ユニットリーダー (00512435)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2014: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2013: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 植物ホルモン / ジベレリン / 輸送

Outline of Annual Research Achievements

ジベレリン（GA）は、種子発芽、伸長生長、花成、生殖など、植物の生活環の多様な場面で重要な生理作用を示す植物ホルモンである。これまでにGAの生合成、分解、受容、情報伝達に関与する主要な因子が特定され、それらを介した植物の生長制御機構が明らかになってきた。しかしながら、GAの「輸送」に関しては、その制御機構や生理的意味がほとんど明らかになっていなかった。
我々は、酵母two-hybrid系による受容体複合体再構築系を利用した機能的スクリーニングにより、細胞内にGAを取り込む活性を持つタンパク質を同定した。昨年度までにそのうちの2種、GIT1およびGIT2の機能を失った二重変異体（git1 git2）は、葯の解裂異常を伴った稔性の低下といったGA欠損突然変異体で見られる表現型を部分的に示すことが明らかになっていた。一方で、git1 git2の種子は野生型種子に比べて大きい事が新たに分かった。これに対し、内生GA量の低下したga3ox1変異体の種子はgit1 git2とは逆に野生型に比べて小さかった。同様に芽生えにおいても、git1 git2は野生型に比べて大きく、ga3ox1は野生型より小さかった。これらのことから、git1 git2の種子および芽生えにおいてはGA応答が高まっていると考えられた。この予想と一致する様に、git1 git2は野生型に比べてABA存在下でも発芽および発芽後の生長が阻害されにくかった。
GIT1もしくはGIT2を発現させた酵母において、外生的に与えたGAの取り込み活性をLC-MS/MSを用いて分析した結果、生合成過程でC-13位、C-20位、C-3位が水酸化されたGAが、これらの輸送体の良い基質になる事が予想された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The jasmonate-responsive GTR1 transporter is required for gibberellin-mediated stamen development in Arabidopsis (2015)
  • Author(s): H. Saito, T. Oikawa, S. Hamamoto, Y. Ishimaru, T. Utsumi, J. Chen, M. Kanamori, Y. Sasaki-Sekimoto, M. Shimojima, S. Masuda, Y. Kamiya, M. Seo, N. Uozumi, M. Ueda, H. Ohta, A
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 6 Issue: 1 Pages: 6095-6095
  • DOI: 10.1038/ncomms7095
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 輸送体研究における新たなアプローチ (2014)
  • Author(s): 清水崇史、瀬尾光範
  • Journal Title: 植物の生長調節 Volume: 49 Pages: 74-80
  • NAID: 110009815848
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Gibberellin acts positively then negatively to control onset of flower formation in Arabidopsis (2014)
  • Author(s): Yamaguchi N, Winter CM, Wu MF, Kanno Y, Yamaguchi A, Seo M, Wagner D
  • Journal Title: Science Volume: 344 Issue: 6184 Pages: 638-641
  • DOI: 10.1126/science.1250498
  • Peer Reviewed