2022 Fiscal Year Annual Research Report
Importance of winter-stored phosphorus during spring growth of deciduous woody plants.
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18K14735
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
栗田 悠子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (00796518)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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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。本研究ではモデル樹木であるポプラを用いて、リンの冬季貯蔵分子であるイノシトール6リン酸（IP6）の分解酵素の同定と、春の開芽時におけるIP6の分解とリンの再転流の重要性の評価を目指し、研究期間全体を通じて下記の実験を行った。
開芽時に働くIP6分解酵素の候補を絞り込むために、野外と実験室内で四季を再現した短縮周年系のポプラ(Populus alba)を用いて継時的なRNA-seq解析を行い、野外・実験室内系で共通した季節的な発現変動を示す遺伝子群を同定した。RNA-seq解析の結果と射性同位体を用いた葉からの季節的な転流追跡実験の結果を合わせて論文を執筆し、Plant, Cell & Environmentに投稿・採用された。
シロイヌナズナの既知のIP6分解酵素との配列比較から得たポプラにおけるホモログ遺伝子のうち、RNA-seq解析から開芽後に発現が上昇する遺伝子群を抽出しIP6分解酵素候補遺伝子を得た。これらの候補遺伝子についてベンサミアナタバコを用いたタンパク質の多量発現と抽出・精製したタンパク質を用いたIP6分解活性の測定を進めたが、EGFPが大量に合成される条件でも候補タンパク質の合成が確認されなかった。既知のシロイヌナズナのIP6分解酵素でも同様の実験を行い、IP6分解活性の測定を行なったが結果の再現性が低く、今後は合成手法や精製に用いるタグの再検討が必要である。さらに形質転換体作成効率のよい交雑種のクローンT89系統をあわせて用いることとし、同系統を用いて、休眠-開芽時における候補遺伝子群とリン輸送・代謝関連遺伝子の詳細な発現変動パターンを明らかにするために開芽誘導後１ヶ月間における詳細な時系列RNA-Seqを行なった。
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