2019 Fiscal Year Research-status Report
落葉木本植物の春の成長時における冬期貯蔵リンの重要性の解明
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18K14735
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
栗田 悠子 龍谷大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (00796518)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | リン / 樹木 / 季節 / 転流 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
落葉木本植物では落葉前に葉から様々な栄養素を回収し、冬期の貯蔵を経て春に再転流することで、貴重な栄養素を効率的に利用していることが知られている。植物の多量必須栄養素であるリンの春の成長時における冬期貯蔵リンの利用動態とその重要性を明らかにするために、落葉木本植物ポプラの冬期のリンの貯蔵分子であるイノシトール６リン酸（IP6）という有機リン酸化合物を分解する酵素に着目し、冬期貯蔵リンが分解・再利用されると考えられる春に働くIP6分解酵素の候補をRNA-seqデータを用いた季節発現変動から絞り込み、タンパク質合成と発現抑制形質転換体作成のためのクローニングを行なった。
また形質転換体作成のために、昨年度に当初使用を予定していたPopulus albaより形質転換体作成効率のよいPopulus tremulaとP. tremuloidesの交雑種のクローンT89系統を用いるよう方針を変更したため、同系統を用いて実験室内短縮周年系における季節応答の確認を行い、P.albaと同様に落葉と開芽が誘導されることを確認し、無機・有機リン酸とIP6測定、RNA-Seq用サンプルの培養を行い、サンプリングと測定を進めている。
P.albaの季節的なRNA-Seq解析については、昨年度の欠損分のサンプルについてシーケンスを行い、各測定時点での検体数を揃えて再解析を進め、IP6分解酵素以外のリン代謝関連遺伝子についての季節変化をまとめ、論文投稿の準備を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に実験材料の変更を決定し、新しい実験材料を用いた実験室内短縮周年系の挙動の確認とクローニングのやり直しを行う必要があっため、当初の予定よりも進捗がやや遅れいている。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度においてクローニングを行なった候補遺伝子について短期落葉-開芽系のポプラを用いた下記の実験を行う。
① 冬期のリン貯蔵分子であるIP6分解酵素の機能同定：P6分解酵素をベンサミアナタバコを用いたタンパク質合成系で合成し、in vitroでIP6分解能の測定を行う。
② IP6分解酵素発現抑制形質転換体の作出：①と並行して、IP6分解酵素候補遺伝子について、CRISPR-Cas9による発現抑制形質転換体の作成を行う。得られた形
質転換体について、実験室内短期落葉-開芽系を用いて開芽時における候補遺伝子の発現量・タンパク質量・IP6濃度の測定を行い、効率よく発現が抑制された形質転換個体を選抜し、挿木により必要個体数確保して以下の実験に用いる。
③ 開芽時の成長における貯蔵リン・土壌リンの寄与の評価：②で得られたIP6分解酵素発現抑制形質転換体を用いて、開芽時の成長における貯蔵リンの重要性を評価する。形質転換体を実験室内系において培養し、休眠期から開芽時にかけてIP6・無機リン酸・有機リン酸の測定と、開芽後の新しい枝葉の成長量を定量する。これにより算出された貯蔵リン由来の利用可能なリン量の減少が、開芽後の成長にどのような影響を与えるのかを明らかにする。
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| Causes of Carryover |
コロナウイルスの流行により、年度末の学会や出張が中止となり、また年度内において投稿予定であった論文が次年度に持ち越しになったため。次年度使用分については、投稿予定の論文の投稿費と、年度末に実施できなかった実験のための打合せを行う旅費や、実験に必要な物品費として使用する。
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