2017 Fiscal Year Research-status Report
裸子植物ソテツの体温振動を支える光依存的発熱分子メカニズムの解明
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17K07762
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| Research Institution | University of Miyazaki |
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Principal Investigator |
稲葉 靖子 宮崎大学, 農学部, 准教授 (80400191)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 発熱植物 / ソテツ / シアン耐性呼吸酵素 / ミトコンドリア / 光シグナル伝達 / 体温振動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
花による発熱現象は、裸子植物から被子植物まで約80種の植物で報告がある。その中で、裸子植物は過半数を占めるが、植物の発熱研究はこれまで被子植物が中心であった。日本に自生する裸子植物ソテツ（Cycas revoluta）も、その発熱諸性質は十分に検証されていなかったが、最近申請者らは、本植物の花は、光に依存して体温を変化させ、被子植物の発熱に役割を持つシアン耐性呼吸酵素（AOX）が、一部の組織で活発に働くことを明らかとした。AOXはミトコンドリア内膜の内側に埋め込まれた膜蛋白質であり、ソテツの花は発達した葉緑体を持たないため、光が花の発熱を誘導する機構には興味が持たれた。そこで本研究では、植物による光シグナル伝達と熱産生をつなぐ新規機構の解明を目指して、C. revolutaの光依存的な発熱分子機構を明らかとすることを目的としている。
H29年度は、本科研費の申請課題が新学術領域研究「先端ゲノム支援」の採択課題に選定されたことにより、申請研究の2年目（H30年度）と3年目（H31年度）に行う予定であったRNA-seq解析の一部を完了させることができた。また、雄花の小胞子葉および小胞子のう、雌花の大胞子葉からPercoll密度勾配遠心法によるミトコンドリアの調製を行い、雄花の小胞子葉と雌花の大胞子葉では、ミトコンドリアが安定的に、かつ高収量で調製できることがわかった。さらに、雄花でも、雌花でも、一部の組織で高いAOXキャパシティが検出された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績にも記載したように、新学術領域研究「先端ゲノム支援」に採択されたことにより、本申請計画で予定していたRNA-seq解析については、飛躍的に進展させることができた。また、当初予定していた生理実験についても、計画通り、進めることができた。したがって、現在までの進捗状況としては、(1)当初の計画以上に進展している、に該当すると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、ソテツの花が光に依存して体温を変化させる際に、発現変動がみられる遺伝子の探索を行う予定である。そのためにはまず、一定の光条件下においたソテツの花序から、経時的に一部の組織を採取する必要があり、採取による組織の痛みが、発熱能力に影響を与えないよう、工夫をしながら採取する必要がある。また、H29年度までにAOXキャパシティが検出された組織については、より詳細な呼吸特性を、様々な基質や阻害剤を用いて調査する。
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