2016 Fiscal Year Annual Research Report
Improving cold stress tolerance of plants by spatiotemporal modulation of tapetal autophagy
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15K21450
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| Research Institution | Tokyo University of Technology |
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Principal Investigator |
来須 孝光 東京工科大学, 応用生物学部, 助教 (50422499)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | オートファジー / イネ / タペート細胞 / 花粉 / 温度ストレス / 転写制御 / ストレス耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、イネのタペート分解制御の中心と想定されているbHLH 型転写因子変異体(eat1)及び、イネのオートファジー欠損変異体(Osatg7-1)、イネ葯特異的発現誘導を示す活性酸素種(ROS)生成酵素のゲノム編集による遺伝子破壊株を中心に、以下の3課題を中心に検証を進めた。
(1)イネ出穂期の冷温ストレスにおけるオートファジー機構の解明：Osatg7-1では、葯の開裂異常を示し、花粉発達に必須な植物ホルモンであるジベレリン(GA)の低下が観察されていた。GA添加による相補検定を行った結果、部分的ながら花粉発芽能が回復する一方、葯の開裂への影響は見られなかった。一方、タペートにおけるオートファジー動態の可視化に関しては、タペート特異的プロモーターを複数用いることにより、葯の発達ステージ全体を通したオートファジー活性の評価が可能になった。
(2)タペートのオートファジー制御によるイネの冷温障害緩和の検証：タペート細胞における時期特異的オートファジー制御に関しては、発現時期の異なる複数の組織特異的なプロモーターを利用することにより、予備的ながら成功した。併せて、温度ストレス耐性能の評価を進めた。
(3)タペート細胞のオートファジーと転写ネットワークによるPCD相互関連性の検証：eat1におけるオートファジー動態の検証や、転写ネットワークによるオートファジー活性制御のメカニズムに関して、本年度はイネ葯特異的発現誘導を示すROS生成酵素のゲノム編集による遺伝子破壊株を用い、イメージング解析を進めた。
期間全体を通して、複数のプロモーターを利用することにより、イネタペート細胞における時期特異的オートファジー制御が可能になり、葯におけるGA制御とオートファジーの重要性を明らかにした。併せて、タペート細胞における転写ネットワークとROSシグナルを介したオートファジー制御の可能性を示した。
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[Journal Article] Development of simple sequence repeat markers in the halophytic turf grass Sporobolus virginicus and transferable genotyping across multiple grass genera/species/genotypes2017
Author(s)
Endo, C., Yamamoto, N., Kobayashi, M., Nakamura, Y., Yokoyama, K., Kurusu, T., Tada, Y.
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Journal Title
Euphytica
Volume: 213
Pages: 1-12
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Roles of autophagy in rice seed development2016
Author(s)
Sera Y., Kurusu T., Hanamata S., Sakamoto S., Ono S., Kitahata N., Mitsui T., Nonomura K., Mitsuda N., Kuchitsu K.
Organizer
International Quantum Biofingormatics (QBIC) Workshop 2016
Place of Presentation
東京理科大学(千葉県野田市)
Year and Date
2016-10-12 – 2016-10-14
Int'l Joint Research
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