2018 Fiscal Year Research-status Report
ヤムイモ類における沈降性アミロプラストとオーキシンが関わる塊茎形状成立機構の解明
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18K05590
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
川崎 通夫 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (30343213)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヤムイモ / ナガイモ / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究者はこれまで、ナガイモ塊茎の頂端部に重力方向へ沈降するアミロプラストが局在することを発見した。植物の根は、頂端部の沈降性アミロプラストを含む根冠で重力方向を感受することを起点とし、オーキシンの根内分布を制御して形態形成に至ることが知られている。そこで本研究は、 1.「沈降性アミロプラストと塊茎形状成立との関係」および 2.「オーキシンと塊茎形状成立との関係」を明確化し、更に 3.「塊茎形状成立に関わるシグナル伝達の仕組み」も検証することで、ヤムイモ類塊茎の形状成立機構を包括的に理解することを目的とする。平成30年度の実施研究では、沈降性アミロプラストと塊茎形状成立との関係性を更に明確化するため、ナガイモ系園芸試(細長い形状)、ツクネイモ(球状)、イチョウイモ(扁平状、イチョウ葉状)の各塊茎について横倒しさせるなどの重力刺激処理を行った。その結果より、塊茎の皮層に含まれるアミロプラストの数・量や分布の差異が、塊茎形状や重力応答性の差異の発現に関与している可能性が示された。また、本年度では、オーキシンなどの植物ホルモンと塊茎形態形成との関係性を明らかにするために、異なる形状の塊茎間の植物ホルモンの存在量の違いや形成中の塊茎頂端部にオーキシンやその阻害剤を含ませた寒天板を接触させた際の塊茎形状と沈降性アミロプラストの局在・数量の各変動について調査した。その結果、オーキシンと塊茎形成との間に認められる関係性を示すデータを得られつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成30年度の実施計画では、ナガイモ系園芸試(細長い形状)、ツクネイモ(球状)、イチョウイモ(扁平状、イチョウ葉状)を用いて、各塊茎について横倒しさせるなどの重力刺激処理を行い、塊茎の皮層に含まれるアミロプラストの数・量や分布の差異が、塊茎形状や重力応答性の差異の発現に関与している可能性を学会で報告し、沈降性アミロプラストと塊茎形状の成立との関係性について更なる理解を深めた。一方、オーキシンなどの植物ホルモンと塊茎形態形成との関係性を明らかにするための調査では、オーキシンと塊茎形成との間に認められる関係性を示す興味深いデータを得られつつあるものの、データの再現性がやや不安定であった。引き続き、反復試験を進めて検証する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
オーキシンなどの植物ホルモンと塊茎形状成立との関係性については、反復試験を繰り返し、より精度を高めた解析が必要である。引き続き、形状の異なる塊茎や重力刺激した塊茎を用いて、解析を進めていく。また、重力感受する根冠のコルメラ細胞では、アミロプラストの沈降により刺激された小胞体の中のCaがシグナル伝達物質として放出されると考えられている。また、細胞骨格のアクチンフィラメントは、細胞小器官の配置や移動に関わりがあり、重力感受・屈性の機構に関わると考えられている。現在、ローダミン-ファロイジン染色試薬などのアクチン検出蛍光試薬を用い、異なる形状の塊茎や人為的に横倒し・倒置・回転した際の塊茎におけるアクチンフィラメントの配置や変化について観察を進めている。また、エネルギー分散型X線分析法を用いて、塊茎先端部の細胞内のCa微細局在とその動態について反復を繰り返して解析し、沈降性アミロプラストを起点とする重力刺激の感受・伝達・屈性の仕組みについて調査を進める。
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