2020 Fiscal Year Annual Research Report
根粒共生の抑制に関わる宿主植物シグナリングの統合的理解
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19H03239
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
壽崎 拓哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40575825)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 根粒形成 / 硝酸応答 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、ミヤコグサのNIN-LIKE PROTEIN (NLP) 転写因子LjNLP1、LjNLP4が高濃度の硝酸存在下で根粒共生の成立に必須な過程を多面的にコントロールすることを明らかにしている。根粒菌との共生初期過程におけるRNA-seq解析を行い、根粒形成の正の制御転写因子NINの標的遺伝子の発現の多くがLjNLP1およびLjNLP4依存的に硝酸によって抑制されることがわかった。LjNLP4についてはDAP-seqを行い、LjNLP4の結合配列をゲノムワイドに同定し、さらにRNA-seqの結果と組み合わせることによりLjNLP4の標的遺伝子を特定した。さらに、SEC-MALS解析により、LjNLP4とNINはダイマーとして存在することを明らかにした。さらに、ゲルシフトアッセイによってDNA配列特異的にLjNLP4とNIN がホモまたはヘテロダイマーを形成することを明らかにした。また、ミヤコグサの葉肉細胞由来のプロトプラストを単離・形質転換する手法を開発した。この手法を用いてトランスアクチベーションアッセイを行い、LjNLP4が硝酸依存的にNIN標的遺伝子の発現を抑制することを明らかにした。
前年度までに解析を進めていた硝酸により発現が誘導される新規ペプチドファミリー遺伝子について、過剰発現体の解析から機能解析を進める遺伝子を2つに絞り込んだ。この2つの遺伝子は冗長的に働くことが予想されたため、CRISPR-Cas9により2遺伝子を同時に機能喪失する個体の作製を行い、目的のノックアウト体を得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LjNLP1/4の機能解析が進み、論文投稿に至ったため。また、新規ペプチドファミリー遺伝子の解析にも一定の進展がみられたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規ペプチドファミリー遺伝子の機能解明の研究を推進し、根粒形成と窒素応答における当該遺伝子の詳細な機能を明らかにする。
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