Investigation of the molecular mechanisms of plant morphogenesis using the manipulation ability of insect.

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00933
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Kyoto Prefectural University
• Principal Investigator: Sato Masa H. 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (20283575)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 濱田 隆宏 岡山理科大学, 生命科学部, 准教授 (20452534) ; 大島 一正 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (50466455)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 虫こぶ形成昆虫 / PI(3,5)P2 / FAB1 / 植物形態形成 / シロイヌナズナ / ヌルデシロアブラムシ / 微小管 / 細胞骨格

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate how FAB1/PI(3,5)P2 regulates the mechanisms of "secondary cell wall formation," "cell callus formation," and "vascular system induction" among the elements of plant cell morphogenesis by using the gall-forming insect's ability to form insect galls. Also, we aimed to discover a novel mechanism of plant morphogenesis by utilizing the ability of gall formation of gall-forming insects.
As a result, we (1) developed a new method for analyzing insect gall formation in Arabidopsis, the Ab-GALFA method, and identified novel genes using this method, (2) identified the Arabidopsis CAP receptor (CAPR), and (3) analyzed the morphogenetic signaling pathway regulated by PI(3,5)P2.

Free Research Field

植物分子生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の学術的意義は，PI(3,5)P2によって制御される植物の形態形成メカニズムを総合的に解明することにある。この目的のために， シロイヌナズナを用いて虫こぶ形成メカニズムを解析する新手法，Ab-GALFA法を開発した。この手法を用いることで，虫こぶ形成昆虫が分泌する新規ペプチド性因子として，今新たな形態形成因子であるCAPペプチドを発見することに成功した。CAPペプチドによる形態形成制御機構は，学術的に意義があるだけではなく，新規バイオスティミュラントとして実用化することにより，環境保護型の農業に寄与するという社会的意義もある。