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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism orchestrated by the transcription factor GL2 for functional differentiation of plant epidermal cells

Research Project

Project/Area Number 16H04804
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

青山 卓史  京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywords植物細胞分化 / 表皮細胞 / 転写制御ネットワーク / 脂質シグナル / オーキシン
Outline of Annual Research Achievements

シロイヌナズナの根毛およびトライコームは植物細胞分化のモデルケースとして精力的に研究されてきた。その結果、それらを含む植物表皮細胞の分化の運命決定には共通の転写制御ネットワークが関与しすることが分かっている。転写因子GRABLA2(GL2)はその保存されたネットワークの最下流で主要な出力装置の一つとして働く。本研究では、根毛細胞分化に関わるGL2下流の経路を中心にそれらの制御的役割を解明する。これにより、根毛発生の制御経路全体を明らかにするとともに、植物表皮細胞分化の初動における制御機構モデルの確立を目指す。令和元年度においては以下の研究成果を得た。
GL2の直接標的遺伝子の転写産物であるPLDζ1およびその関連のPLDζ2について、それらの細胞内機能を調べるために、蛍光タンパク質との融合タンパク質を発現する形質転換植物を用いた細胞内局在性の解析を行った。その結果、根の表皮細胞および根冠細胞ににおいてPLDζ1の蛍光融合タンパク質はそのN末領域に依存してトランスゴルジネットワークに局在するのに対して、PLDζ2の融合タンパク質は同じくN末領域に依存してトランスゴルジネットワークから多胞体を経由して液胞膜に移動することが示唆された。
GL2の直接標的遺伝子の産物である転写因子LRL1およびその関連のLRL2の下流で働く遺伝子群を探索するために、LRL1プロモーターにより発現するLRL1-グルココルチコイド受容体ドメイン(GR)融合タンパク質遺伝子(LRL1-GR)を作成し、形質転換シロイヌナズナに導入した。LRL1-GRは、lrl1lrl2/+多重変異体の根毛が短い表現型をグルココルチコイド依存的に相補することが確かめられた。この植物体株においてグルココルチコイド依存的に転写産物量が上昇する遺伝子群をLRL1下流遺伝子群としてRNAseq法などにより検出した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] MRC Laboratory of Molecular Biology(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      MRC Laboratory of Molecular Biology
  • [Int'l Joint Research] Peking University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Peking University
  • [Journal Article] Arabidopsis PCaP2 modulates the phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate signal on the plasma membrane and attenuates root hair elongation.2019

    • Author(s)
      Kato, M., Tsuge, T., Maeshima, M., and Aoyama, T.
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: 99 Pages: 610-625

    • DOI

      10.1111/tpj.14226

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナの根毛形成に関わる転写因子 LRL1の機能解析2020

    • Author(s)
      山田鴻,加藤真理子,柘植知彦,和田拓治,冨永るみ,Li-Jia Qu,青山卓史
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会
  • [Presentation] Arabidopsis Phospholipase Dζ1 and ζ2 Target Different Intracellular via Their N-terminal Domains.2019

    • Author(s)
      Ryota Shimamura, Yukimi Y. Taniguchi, Yohei Ohashi, Mariko Kato, Tomohiko Tsuge, Takashi Aoyama
    • Organizer
      The 18th International Workshop on Plant Membrane Biology
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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