2019 Fiscal Year Annual Research Report
Survey of miRNA molecules involved in responses to elevated CO2 of rice plants
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18F18083
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
徳富 光恵 (宮尾光恵) 東北大学, 農学研究科, 教授 (70181980)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KIM YONGHYUN 東北大学, 農学研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Keywords | 高CO2環境 / 葉の発達 / シグナル伝達 / miRNA / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高CO2環境を伝達する長距離シグナルの受け手であるP4葉（発達中の葉；完全展開葉＝P6）では、短時間の高CO2処理で18種類のmiRNAの存在量が2倍以上増大する。そのうち、miR396ファミリーは葉の発達（細胞分裂と伸長）に関与することから、miR396がシグナルとして機能するか検証した。
1) シグナル伝達経路に沿ったmiR396存在量の確認
シグナルは、P6葉から維管束を介して未発達葉に輸送されると考えられる（P6葉葉身→P6葉葉鞘→地上部基部→未発達葉）。RT-qPCR法により、シグナル伝達経路に沿ってmiR396ファミリーの存在量を調べた。P4葉では、3種類の前駆体（e, f, g）と2種類の成熟型（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。一方、P6葉の葉身と葉鞘では、成熟型の存在量は変化せず、2種類の前駆体（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。P6葉では細胞の分裂と伸長が完了しており、P6葉でmiR396が何らかの機能を担うとは考えにくい。高CO2環境下、P6葉でmiR396前駆体が発現・蓄積し、これが未発達葉に輸送されると考えられる。
2) 吸引・添加実験によるmiR396eのP4葉への輸送の検証
昨年度、miR396eに相同な合成ssDNAをP6葉葉身先端から2日間吸引させると、高CO2処理同様、新たに展開する葉の面積が縮小することを見いだしている。DIGラベルしたmiR396e/ssDNAをP6葉先端から吸引させると、1日間の吸引でP4葉まで到達することが確認された。P4葉では、miR396eのターゲットであるGrowth Regulating Factor（GRF）遺伝子10種類のうち3種類の発現が高CO2処理で大きく抑制される。DIG-miR396e/ssDNA吸引開始7時間後、高CO2処理同様、P4葉での3種類のGRF遺伝子の発現が特異的に抑制されることがわかり、外来miR396がP4葉で高CO2処理同様に作用することが明らかにされた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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