2019 Fiscal Year Annual Research Report
Identification and functional analysis of functional peptides involved in the cold stress response
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17K07690
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中南 健太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (40513403)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 低温ストレス / シロイヌナズナ / 機能性ペプチド |
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| Outline of Annual Research Achievements |
主要な環境ストレスの一つである低温ストレスに対する植物の応答・適応メカニズムの解明は，農作物の生育範囲拡大や生長促進・収量増につながる重要な研究である．本研究は，低温ストレス耐性及び，越冬後の生長再開に関与する新規機能性ペプチドを同定することを目的とし，さらに同定したペプチドを人工合成し，添加試験によりペプチドの機能解析を行うものである．天然物であるペプチドは化学肥料などより安全性が高いと考えられているため，本研究による新規機能性ペプチドの発見は，農作物の低温耐性を強化する新しい農法の開発に貢献できると期待される．
これまでの研究で，カスタムマイクロアレイを用いた低温馴化（CA）または脱馴化（DA）で誘導される遺伝子の発現解析により，低温ストレス応答に関与する28個の新規なペプチドをコードする遺伝子の同定に成功した．28遺伝子は，低温ストレス初期の1日目（CA1d）では18遺伝子，低温ストレス後期の7日目（CA7d）では13遺伝子，脱馴化時（DA6h, 1d）では3遺伝子（オーバーラップを含む）であった．以前の研究から発現誘導が高いペプチドが機能をもつ可能性が高いことが示されるため，発現が高く誘導される7ペプチド（Peptide A-G）を候補として選抜し，人工合成ペプチドの添加，及び低温ストレス耐性試験により機能解析を行うこととした．この結果，植物へのペプチドD添加が代表的な低温誘導性遺伝子の発現を高めたこと，さらにその植物が高い低温耐性を示したことから，このペプチドDが低温ストレス耐性強化に機能することが明らかとなった．今後は，本研究で見出した低温耐性を強化するペプチドとあわせて，脱馴化に関与するペプチド候補の機能解析のために欠損変異体を用いた解析を行う予定である．
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