アブシジン酸による種子休眠を制御する分子機構の解明

2020 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19H02925
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 西村 宜之 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 次世代作物開発研究センター, 上級研究員 (70405041)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平山 隆志 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (10228819) ; 山崎 俊正 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 高度解析センター, 所長・部門長 (40360458)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: シグナル伝達 / プロテオーム / 植物 / アブシジン酸 / 種子休眠

Outline of Annual Research Achievements

種子休眠で重要な働きをするDOG1は、ABA応答で働くタンパク質脱リン酸化酵素タイプ2C(PP2C)の一つであるAHG1と相互作用してAHG1のPP2C活性を制御することを見出したが、DOG1の機能やその制御機構は不明な点が多い。本研究では、DOG1の生理学的役割やその制御機構を解明することを目的する。
DOG1に相互作用する因子の同定では、昨年度行ったY2H法で同定したDOG1に相互作用する候補因子の一つについて解析を進めた。候補因子を過剰に発現させた植物を作成し、ABAによる種子発芽の抑制効果を調査したところ、候補因子過剰発現体はABA高感受性を示した。現在、pull down法を用い、DOG1と候補因子との相互作用を確認している。
DOG1の機能を抑制する因子の探索では、YFP-DOG1過剰発現体が示す形質を抑制する（サプレッサー）変異体のうち、昨年度NGS解析で絞り込んだ1つの候補原因遺伝子について解析を進めた。この候補遺伝子の機能を喪失されたゲノム編集系統を作出し、ABAによる種子発芽の抑制効果を調べたところ、期待する表現型を示すゲノム編集系統があった。現在、T-DNA挿入変異体を用い、ゲノム編集系統と同様の効果が認められるかを検証する準備を行っている。
DOG1の生化学的解析では、上記のDOG1の機能を抑制する因子の探索で同定したDOG1の機能抑制に関わるDOG1遺伝子の内部変異のうち、アミノ酸置換が生じたものについて解析を進めた。DOG1にアミノ酸変異を導入したリコンビナントタンパク質を精製し、DOG1が機能するために重要なヘムとの結合を調べたところ、多くの変異DOG1タンパク質は野生型DOG1タンパク質と大差がないヘム結合能を示した。これらの変異がDOG1の機能にどのような影響を及ぼしているかについて、今後検証したいと考えている。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナウイルス感染症の影響等により、当初予定していた研究の一部を進めることができなかった。ただ、DOG1に相互作用する因子の解析や生化学的解析は順調に進んでいることから、本年度の目標は達成したと考えている。

Strategy for Future Research Activity

引き続き、DOG1に相互作用する因子の解析やサプレッサー変異体の解析等を行い、DOG1の生理学的役割やその制御機構の解明を目指す。