2018 Fiscal Year Research-status Report
フロリゲン複合体が誘導するジャガイモ塊茎分化初期過程の解明
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17K07609
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
田岡 健一郎 横浜市立大学, 木原生物学研究所, 特任助教 (00467698)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ジャガイモ / フロリゲン / 塊茎形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ジャガイモにおいて、フロリゲン様タンパク質SP6Aが転写因子FDL１とフロリゲン複合体を形成して塊茎（イモ）形成を促進し、アンチフロリゲン様因子が抑制することを明らかにしている。本研究では、塊茎分化進行過程でのSP6AやFDL１の局在変化やそれらの相互作用変化を明らかにし、塊茎分化初期マーカー遺伝子の発現変化と合わせて、フロリゲン複合体が誘導する塊茎分化の初期過程を細胞増殖・分化の観点から理解することを目的としている。昨年度に、原種に近い品種であるandigena W553-4の塊茎誘導が厳密な日長応答性を維持していることを明らかにしたので、これを形質転換の親株として用いることにした。計画１に必要なキメラ遺伝子は昨年度に作成したので、本年度は、作製したキメラ遺伝子をandigena W553-4に形質転換した。その結果、カナマイシンによる選抜でSP6AやFDL１のレポーター形質転換株を複数得ることができた。しかし、ハイグロマイシンやバスタによる選抜は困難であり、それらを用いた２重形質転換体を得ることはできなかった。今後、形質転換方法をさらに検討するとともに、得られた形質転換体については詳細な発現解析を行う。計画３については、ジャガイモTFL1過剰発現体と野生型植物の接木条件の最適化を詳細に検討した。その結果、更なる詳細な条件検討が必要ではあるが、抑制効果の移動の可能性が示唆された。台木を工夫するなどして継続する。ジャガイモTFL1による塊茎抑制の分子機構を理解するために、培養細胞を用いて複合体形成の競合実験を行ったところ、ジャガイモTFL1はSP6AとFDL１からなるフロリゲン複合体の形成を阻害できることを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に、原種に近いジャガイモ品種であるandigena W553-4の塊茎誘導が光周性に厳密に依存していることを明らかにした。そして、この品種のゲノムDNAを用いて、「計画１. ジャガイモの塊茎制御に関わるフロリゲン複合体の構成要素の地下茎先端での局在解析」に必要なキメラ遺伝子を作製していた。しかし昨年度は、それらの形質転換体を得ることはできなかった。そこで、これまでの茎切片への感染による方法から、葉切片への感染方法に切り替え、培地条件などの検討を行なった。その結果、カナマイシンによる選抜で、複数の形質転換体を得ることができた。しかし、選抜の効率性がまだ悪いため、解析に必要な形質転換体を十分数得るにはいたっていない。「計画３. アンチフロリゲンによるジャガイモの塊茎抑制」については、ジャガイモTFL1過剰発現体と野生型植物の接木条件の最適化をさらに検討した。抑制効果の移動を示唆するデータは得られたが、さらに詳細な接木条件の検討が必要であることがわかった。ジャガイモTFL1による塊茎抑制の分子機構を理解するために、培養細胞を用いて複合体形成の競合実験を行ったところ、ジャガイモTFL1はSP6AとFDL１からなるフロリゲン複合体の形成を阻害できることを明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
必要な形質転換体を得るため、andigena W553-4への形質転換を続ける。２重形質転換によるマーカーの共局在解析を可能にするために、カナマイシン以外での選抜（ハイグロマイシンやバスタ）の条件を検討する。すでに得られている形質転換体については、塊茎形成時のレポーター発現の観察を行う。接木実験については、さらに実験条件の最適化をおこなう。台木への効果がより明確になることが期待されるandigena W553-4を用いることも検討する。
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| Causes of Carryover |
計画していた実験のうち、形質転換体の作成にやや遅れが生じており、そのため次年度使用額が生じた。効率よい形質転換体作成条件の検討を早急に行い、その解析に次年度使用額を用いる予定である。また本研究課題である複合体の生化学的解析において、タンパク質相互作用解析に関する予想外の技術的進展があり、その学会発表・論文公表にかかる費用としても用いる予定である。
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