2019 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, 特別研究員(PD) (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 / 発生・分化 |
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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タイミングで分化し、その時間的間隔(葉間期)は結果として葉の枚数に影響を与える。従って、葉間期の制御メカニズムを明らかにすることは植物体地上部の形態形成を理解する上でも重要だと考えられる。本研究では、イネの葉間期制御に関わる遺伝子として報告されているPLA1, PLA2及びOsSPL遺伝子を中心とした解析を行い、葉原基分化の時間的制御機構の解明を目指す。令和元年度は(1)上記遺伝子の遺伝学的解析と(2)PLA2タンパク質の機能解析を行った。
(1) これまでの解析からOsSPL遺伝子がPLA遺伝子の下流で機能することが示唆されていたので、PLA過剰発現体背景でOsSPL欠損変異をゲノム編集により導入し、表現型を調査した。この植物体では、PLA過剰発現体よりも葉の枚数が多くなったため、上記の仮説を支持する結果であった。また、pla2変異体背景にPLA1を過剰発現させた個体とpla1変異体背景でPLA2を過剰発現させた個体を作成し、葉の枚数を調査した。前者ではpla2変異体の表現型が部分的に抑えられる一方、後者ではpla1変異体に対するPLA2過剰発現の効果が顕著に見られなかった。従って、葉間期制御においてPLA1はPLA2の下流で機能する可能性が示唆された。
(2) PLA2-GFP形質転換体を用いたGFP蛍光の観察及び抗体染色によりPLA2タンパク質の局在を解析したところ、PLA2は葉原基基部と茎頂分裂組織に局在することが判明した。さらに、前年度で得られたPLA2の標的候補RNA配列を用いて、PLA2の翻訳調節活性を行ったところ、PLA2は翻訳を促進する機能を持つことが示唆された。このことをさらに検証するために、PLA2標的候補RNAがコードするタンパク質を認識する抗体を作成した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
遺伝的相互作用の解析やPLA2タンパク質の局在性及び翻訳調節の解析など一定の進捗はあったと考える。しかし、当初の計画にはなかったPLA2標的候補因子の抗体作成について、作成できたものもあるものの、本研究において最も重要だと考えている抗体については今年度中に作成できなかった。次年度では、引き続き抗体の作成を試み、できたものから順次解析を進めていく。また令和元年度では植物ホルモン応答性レポーターの観察をpla変異体背景で行う計画であったが、条件検討の必要性が生じたため観察手法を確立させる準備段階にとどまった。上記のことを考慮して、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はPLA2の標的候補因子の抗体作成を引き続き進め、pla2変異体内における標的候補因子のタンパク質量を解析する。OsSPL遺伝子については抗体およびGFP融合タンパク質が発現している個体が作成できたので、タンパク質の局在やpla変異体背景におけるタンパク質量等を調査し、PLA遺伝子によるOsSPL遺伝子の制御機構を明らかにするとともに、SPL遺伝子の下流制御因子の探索を行う。並行して、pla変異体背景における植物ホルモン応答性レポーターの解析を進め、葉間期制御と植物ホルモンとの関連性を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウィルス感染拡大防止の観点から参加予定であった学会が中止となり、その分の旅費が未使用となった。また、外注した抗体がうまく作成できなかったものがあり、その分の価格が割引された。これらの助成金については引き続き学会参加費もしくは抗体作成費用として使用する予定である。
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