2022 Fiscal Year Annual Research Report
他との交雑を可能にする開花時期決定のゲノム動態原理
| Project Area | Genomic dynamics underlying the plastic hermaphroditism in plants: the basis of exploratory reproductive adaptations. |
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| Project/Area Number |
22H05180
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
井澤 毅 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (10263443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 純一 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (30345186)
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| Project Period (FY) |
2022-06-16 – 2027-03-31
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| Keywords | 光周性花芽形成 / イネ / フロリゲン / ゲノム編集 / 短日植物 / Ghd7遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
両性花の他殖の成立に必須な花形成の同期機構には環境応答性の解明が必要である。これ
までの解析から、イネでは、開花遺伝子群が、異なる組み合わせの自然片を持つことで、異なる環境応答性を獲得し、広範囲な栽培域を可能にしていることが明らかとなっている。これまでに、気温応答性と光周性の花芽形成が同じ光受容体・温度センサーを用いて、同じ花芽形成抑制遺伝子であるGhd7遺伝子の転写制御・活性制御を通じて、花芽形成のタイミングを決めていることを明らかにしてきた。この遺伝子ネットワークの種内多様性を明らかにすることで、他殖の成立に必須な野外での環境応答性の分子機構の多様性を理解することを目的にする。そこで、本研究では、まず、ゲノム編集技術により cis 欠失変異導入変異系統を網羅的に創出し、Hd3a, RFT1, Ghd7といった鍵となるイネ花芽形成遺伝子群のcis制御配列を完全同定する。現在までに、Ghd7という長日条件もしくは低温条件で働くイネの主たる花芽形成抑制因子に関して、転写開始点から約60kbp上流までをゲノム編集による欠失変異を用いて探索することで、約27kbp上流にある3.7kbp内に、フィトクロムによる転写を正に促進するシス配列と概日時計の作用で、特定の位相の時刻で抑制するシスが近傍に存在していることを明らかにした。サイドワークとして、竹の栄養繁殖性および遺伝多様[{{type}} Annotation]性のゲノム解析も行い、日本の孟宗竹が株で海を渡ってきて、中国の孟宗竹を含めクローンであることを示す成果を論文発表した。加えて、フィールドトランスクリプトーム解析から、水田で施肥応答する遺伝子をリストアップし、機能解析することで、施肥と分げつ数をつなぐストリゴラクトン合成酵素を同定し、プロモーター変異から新規有用遺伝子を同定している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
サイドワークが2023年度に２報原著論文として公開され、その評価を含め、順調に進捗していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ghd７遺伝子のふいとクロム信号を受けて転写を起こし、概日時計により、位相特異的に抑制を受けるシス配列の絞り込みと同定を進める。
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