2018 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the genes involved in Fe excess response mechanism and enhancement of Fe excess tolerance in rice
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18K14367
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| Research Institution | Ishikawa Prefectural University |
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Principal Investigator |
May Sann・Aung 石川県立大学, 生物資源環境学部, 特別研究員 (20799671)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 鉄過剰 / イネ / バイオインフォマティクス / ストレス耐性 / マイクロアレイ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
酸性土壌における天水稲作では、鉄過剰症は大きな問題である。しかしながら「イネが鉄過剰条件にどのように応答し耐性を維持するのか」に関する分子メカニズムの詳細はまだ明らかとなっていない。私は鉄過剰のマイクロアレイ結果に基づき、イネの鉄過剰耐性に関与する遺伝子の候補を見出していた。2018年度には、鉄過剰で発現が高く誘導され、鉄過剰耐性機構に関わると予想される遺伝子のT-DNA変異株を用いた。鉄過剰条件下で栽培し、生育検定、体内の鉄濃度測定を行い、対象の遺伝子の鉄過剰における役割を推測した。
また、イネの金属キレーターであるニコチアナミン合成酵素遺伝子、OsNAS3 の発現パターンをpromoter-GUS解析により調べ、鉄過剰時にOsNAS3が根、葉、茎全体に高発現していることを明らかにした(Aung et al. 2019 in press)。鉄過剰ででオキシムギネ酸合成酵素 OsDMAS1の発現が誘導されており、ニコチアナミン、デオキシムギネ酸が鉄過剰においても同レベルに存在することを確認した。OsNAS3の機能欠損株において鉄過剰条件下で生育抑制が見られた。このことから、OsNAS3もイネの鉄過剰耐性に重要な役割を持つことを明らかにした (Aung et al. 2019 in press)。また、イネの鉄過剰において重要な働きを持つと考えられる
さらに、マイクロアレイのデータに基づき、鉄過剰耐性に関わるシスエレメントの候補配列を発見した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
機能未知の新規遺伝子について、鉄過剰条件下で変異株の生育が抑制されることが分かり、新規遺伝子の鉄過剰条件耐性において重要な役割を果たす可能性が示された。
鉄過剰条件におけるOsNAS3 の寄与を証明し、論文にまとめた。イネの鉄過剰応答に関わるOsNAS3の役割についての論文を2019年 4月に投稿し、現在、in pressである。
鉄過剰耐性イネを作出するためのベクターはまだ作成に取り掛かれてはいないが、候補となるシスエレメントの配列もバイオインフォマティクスにより見つかったことから、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
イネの鉄関連遺伝子の発現を調整し、鉄過剰応答と耐性において重要な役割を持つ遺伝子であるHRZの発現抑制体を鉄過剰条件下で栽培し、マイクロアレイにより遺伝子発現を網羅的に解析する。
引き続き、T-DNA変異株を用い、鉄過剰条件下で栽培し、生育検定、体内の鉄濃度測定や、鉄関連遺伝子の発現解析を行い、対象の遺伝子の鉄過剰における役割を解明する。
鉄過剰応答に関わるシスエレメントの探索を継続する。候補となるシスエレメントから、鉄過剰の遺伝子発現ン制御機構を解明する。また、鉄過剰時に発現を高く誘導するプロモーター配列を構築し、鉄過剰耐性イネの作出に利用する。
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| Causes of Carryover |
2018年度の実験では、高額な試薬を必要とするマイクロアレイ実験を行わなかった。繰り越した予算より、2019年度にマイクロアレイ実験を実施する予定である。
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