2017 Fiscal Year Annual Research Report
Challenge to escape shade avoidance responses of plants by modification of photoreceptor to improve productivity of crops
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16K14830
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
吉原 静恵 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20382236)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
徳本 勇人 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70405348)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | フィトクロム / 光受容体 / 避陰応答 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
背景：日なたの光には広範囲の可視光が含まれるが、木陰の光は光合成色素によってほとんどの可視光が吸収されてしまう。植物の光受容体フィトクロムは、日なたの光に多く含まれる赤色光によって活性化され、木陰の光に多く含まれる遠赤色光によって不活性化されることによって、光合成の最適化や適切な光形態形成を制御している。太陽光は、たった一枚の葉を透過しただけでフィトクロムを不活性化し、光合成を減速させる。日なたに出るとフィトクロムは活性化されて光合成が再開する。
目的：主要にはたらくフィトクロム分子種phyBの吸収波長を一枚葉透過光に含まれる緑色光で活性化することによって、光合成の断続的なオンオフを抑え、生長促進を目指す。
結果：(1) 吸収特性を決定する分子内領域を決定するために、発色団近傍のアミノ酸残基やドメインの置換による吸収スペクトルの変化を調べた。その結果、フィトクロムの吸収特性を決定する分子内領域の一つはGAFドメインであり、GAFを置換することによって、フィトクロムの吸収特性を入れ替える事ができることを示した。(2) 緑色光によって活性化されるプラシノ藻のフィトクロムPHY1のGAFドメインをシロイヌナズナphyBのGAFドメインと入れ替えた。その結果、大腸菌で発現させたリコンビナントタンパク質は、発色団を結合して青と緑色光に吸収を示した。また、PHY1のGAFをもつphyBをphyB欠損シロイヌナズナに導入した結果、明確な胚軸伸長阻害を示したことからphyB機能の相補を確認した。
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