2018 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of the temporal regulation of leaf primordia initiation in rice
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18K14445
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
三村 真生 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 博士研究員 (80790378)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | イネ / 葉間期 / 葉原基 / plastochron / 発生・分化 / mRNA-seq / CLIP-seq |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の葉は茎頂分裂組織から規則的な時間的間隔(葉間期)で分化する。本研究では葉間期制御に関わるイネのPLASTOCHRON1(PLA1)、PLA2遺伝子を中心とした解析を行い、葉原基分化のタイミングを制御する分子機構の解明を目指す。本年度は以下の実験を行った。
・ PLA1、PLA2経路で共通する下流制御因子を探索するため、それぞれの変異体を材料としたmRNA-seqを行った。野生型と比較して両方の変異体で発現が上昇している遺伝子を354個、減少している遺伝子を48個同定した。減少している遺伝子の中には、OsSPL7などの転写因子をコードする遺伝子が複数含まれていた。
・PLA2遺伝子がコードするRNA結合タンパク質の標的RNAを同定するためPLA2-GFP融合タンパク質を発現させた形質転換体とGFP抗体を用いてCLIP-seqを行った。次世代シーケンサーから得られたリードをイネゲノム上にマッピングしたのちにピークコールを行なった結果、3’UTRにピークが多く検出された。上述のmRNA-seqの結果と合わせたところ、3’UTRにピークが見られる遺伝子の発現量は野生型とpla2変異体で有意な差が見られなかった。これらの遺伝子の中には複数のOsSPL遺伝子が含まれており、PLA2はこれらの遺伝子の翻訳過程に関わる可能性が示唆された。また、ピーク周辺配列のモチーフ検索を行ない、６つのコンセンサス配列を同定することができた。
・葉原基分化に関わる植物ホルモンであるオーキシンやサイトカイニンと葉間期との関連性を調査するため、上記植物ホルモンの応答性レポーターをpla1、pla2変異体に導入した植物体を作成した。
・PLA遺伝子とOsSPL遺伝子の遺伝的関係を調査するため、PLA過剰発現体背景で複数のSPL遺伝子の機能を欠損させた変異体を作成した。
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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
PLA1とPLA2の共通した下流制御因子、およびPLA2の標的RNA候補とコンセンサス配列を見出せたため、順調に進んでいると考えている。一方で、当初はPLA遺伝子とOsSPL7も含めたOsSPL遺伝子の多重変異体の表現型解析や植物ホルモン応答性レポーターの観察まで行う予定であったが、得られた種子数が少なく本年度は予備的な調査を行うにとどまった。世代を促進し、解析に十分な種子を収穫できたため次年度でこの遅れは挽回できると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はPLAとOsSPL遺伝子がどのように葉間期に影響を与えるのかを調査するとともに、PLA2とCLIP-seqから見出されたPLA2の標的候補遺伝子との関連性を明らかにする。まず、PLA遺伝子とOsSPL遺伝子の多重変異体の表現型解析を行い、さらに葉間期が異常になる変異体背景における植物ホルモン応答性マーカーの観察から、葉間期と植物ホルモンとの関連性を調査する。次に、PLA2タンパク質とPLA2標的候補遺伝子にあるコンセンサス配列との結合性の確認およびPLA2の翻訳調節活性を調査する。また、標的候補遺伝子として挙がったOsSPL遺伝子について、pla2変異体背景におけるタンパク質量を調査するために、当初予定には無かった抗体の作成を行う。もしくはGFP融合タンパク質をpla2変異体背景で発現させた形質転換体を作成し、GFP抗体を用いてタンパク質量を調べる。最後に、OsSPL遺伝子による葉間期制御の分子機構を解明するため、相互作用タンパク質および転写を直接制御する遺伝子の探索を進める。
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| Causes of Carryover |
当初購入を予定していた免疫沈降用の試薬を購入する必要がなくなったため、その分を翌年分として繰り越した。これらの助成金については、計画当初予定していなかった抗体の作成費用として使用する予定である。
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