2019 Fiscal Year Annual Research Report
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19H03250
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00444646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
三谷 奈見季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40581020)
横正 健剛 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (50790622)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 節 / イネ / 環境応答 / 応答調節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネ科植物は「節」を構成単位とするモジュール化された体制を採用しており、節には栄養素の分配や成長/休眠の制御などの機能が高度に集約されていることから、個体レベルの環境応答においても様々なシグナルの受発信/変換/転送を担う主要な情報処理の場であると考えられる。
本年度は、節の環境応答に関与する遺伝子を見出すため、出穂期のイネに対し、短期的なストレス処理を行った最上位節(節I)と下位節(節V~VI)の次世代シーケンサーを用いたRNA-seq解析を実施した。各処理区で発現が有意に変動した転写調節因子、受容体、ペプチドホルモン、などをコードする数十の機能未知遺伝子を選抜した(一次選抜)。さらに定量的RT- PCRによるより詳細な遺伝子発現解析を行い、既存の発現データベース等の情報も加味して検討した結果、節において他の器官よりも特に発現レベルが高く、いずれかのストレス処理に顕著に応答する13の遺伝子を選抜した(二次選抜)。これらの遺伝子についてCRISPR/Cas9法による遺伝子破壊株の作出を進めている。
イネ節の肥大維管束木部転送細胞に極めて高発現し、ケイ酸の分配を制御する輸送体Lsi6の遺伝子発現を制御する転写調節因子の探索については、酵母one-hybridシステムによるスクリーニングを計画していたが、Lsi6プロモーターの候補領域が酵母において著しい偽陽性を生じることが判明した。
イネのアルミニウム耐性遺伝子でバクテリア型ABC輸送体のサブユニットをコードするSTAR1については節の維管束系でも高発現していることなどが確認できた。
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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
上記のようにLsi6の発現を制御する転写調節因子の探索については、酵母のシステムを用いたスクリーニングが困難であることが判明した。しかし、この目的は個別の遺伝子の発現制御よりも節に特徴的な組織に特異的な遺伝子発現制御の解明であるため、下記のように計画を一部変更することで対処する。
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| Strategy for Future Research Activity |
トランスクリプトーム解析で見出した候補遺伝子の中に、節の肥大維管束木部で特異的に発現すると推定される、機能未知の転写調節因子の遺伝子が複数含まれていた。Lsi6プロモーターを用いた酵母one-hybridスクリーニングに代えて、これらの遺伝子の機能解析を行うこととする。選抜した他の遺伝子とともに、当初の計画に沿って機能解析を進める。
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