2017 Fiscal Year Research-status Report

植物の新しい正の成長調節因子二酸化窒素のセンシング遺伝子の特定と受容機構の理解

Research Project

Project/Area Number	15K07813
Research Institution	Hiroshima University
Principal Investigator	高橋美佐広島大学, 理学研究科, 助教 (10294513)
Project Period (FY)	2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords	バイオマス / シロイヌナズナ / 胚軸伸長 / 二酸化窒素 / 窒素酸化物
Outline of Annual Research Achievements	本申請者は、大気中に含まれる二酸化窒素は光形態形成（光による胚軸伸長抑制など）、栄養成長 (バイオマス蓄積)および生殖成長（花芽形成）を促進し、植物の成長を正に制御する因子であるとの作業仮説を提起している。二酸化窒素シグナルを受容し細胞内シグナルに変換するセンシング遺伝子は該制御において核心的役割を果たすと考えられる。その解明は、新しい植物生物学の展開や新規学術領域の創成、また画期的農業生産技術の開拓につながる可能性がある。そこで本研究は、まず二酸化窒素による胚軸伸長抑制形質を指標として、T-DNA挿入ラインを対象として同形質を欠損した二酸化窒素非感受性株を選抜して二酸化窒素シグナルを受容し細胞内シグナルに変換するセンシング遺伝子の特定を目ざす。平成２９年度は、前年度獲得した二酸化窒素存在下、非存在下で胚軸長に差を示さない二酸化窒素非感受性個体（株）および遺伝子について詳細な解析を行った。二酸化窒素存在下で栽培した野生株と非存在下で栽培した野生株の間で該遺伝子の発現応答を比較解析した。その結果、二酸化窒素の有無にかかわらず該遺伝子の発現に差は見られなかった。しかし、該遺伝子によって制御されることがわかっている複数の遺伝子の発現応答を調査したところ、二酸化窒素の有無により発現応答に差が見られる遺伝子が存在した。これらの結果は、該遺伝子が二酸化窒素センシング遺伝子の一つであることを示すものである。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 平成２９年度に植物の二酸化窒素暴露処理に必要なNOxチャンバーのNOx濃度制御システムなどが故障したため予定通り実験を進めることができなかった。そのため当初の予定より遅れている。
Strategy for Future Research Activity	今後は、これまでに取得した二酸化窒素センシング遺伝子のT-DNA挿入変異体についてバイオマス蓄積および花成について調査して、該遺伝子とバイオマス蓄積および花成との関連について明らかにする。
Causes of Carryover	植物の二酸化窒素曝露に使用するNOxチャンバーが故障して、平成２９年度に計画していた曝露実験の実験の一部が実行できなかったため次年度使用額が生じた。平成３０年度に、これまでに明らかにした二酸化窒素センシング遺伝子とバイオマス蓄積および花成との関連について明らかにするため、曝露実験を行う。