2021 Fiscal Year Research-status Report
新規調節因子の同定によるイネ種子の休眠・発芽調節機構の解析
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19K05830
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
森田 重人 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (20295637)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北島 佐紀人 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 准教授 (70283653)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 種子 / 発芽 / 休眠 / レドックス調節 / イネ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の種子休眠と発芽は、穀類種子の穂発芽や作物の生育に影響することから、農業上重要な問題である。本研究ではイネ種子の休眠・発芽の調節機構の解明を目的として、令和3年度には以下の実験を行った。
1) OsGRXC2;2の標的タンパク質の探索：本研究では、イネ種子において発芽抑制に働いているタンパク質であるグルタレドキシンOsGRXC2;2について、その標的タンパク質をプロテオーム解析により同定することを目指している。昨年度に引き続きOsGRXC2;2過剰発現系統、およびコントロール系統の種子で、発現レベルや酸化還元状態の異なるタンパク質を検出するため、種子タンパク質の２次元電気泳動を行った。その結果、過剰発現系統とコントロール系統の登熟種子で発現の異なるタンパク質スポットを複数検出した。質量分析によってそれらのタンパク質を同定した結果、熱ショックタンパク質や、抗酸化防御に関わるペルオキシレドキシンが、過剰発現系統で発現上昇していた。これらのタンパク質はストレス応答に関与していることから、OsGRXC2;2が登熟過程においてストレス防御にも関与していることが示唆された。
2) 新規休眠性変異体の遺伝解析：本研究では、種子の休眠性が上昇した新規変異体系統（N41系統）を解析している。この系統は、形質転換体作製の過程で培養変異によって偶然生じた変異体であると考えられ、遺伝解析を進めている。令和元年度～2年度にN41系統のT2世代で休眠性の上昇が見られた個体を選抜したが、その後代では休眠性の上昇が見られなかった。これを踏まえて今年度は、再度T2世代を29個体育成し休眠性を調査した。その結果、以前の結果（令和元年度）と同様に、休眠性が顕著に上昇した個体を1個体得ることが出来た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
OsGRXC2;2標的タンパク質の探索については、共免疫沈降による相互作用タンパク質の検出を計画していたが、共免疫沈降が出来ておらず計画よりもやや遅れている。また休眠性変異体N41系統の遺伝解析については、令和2年度までの結果を踏まえて、当初の計画を変更したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) OsGRXC2;2の標的タンパク質の探索：抗OsGRXC2;2抗体を用いたイネ種子タンパク質の共免疫沈降については、これまでの失敗の原因として抗体の劣化による抗体価の低下が考えられた。そこで令和3年度に、新たに抗OsGRXC2;2抗体を外注委託により作製した。令和4年度には、これを用いて再度共免疫沈降を試みる。OsGRXC2;2過剰発現系統、発現抑制系統、コントロール系統の登熟種子タンパク質から沈降画分を得て、SDS-PAGEで分画後、質量分析によりタンパク質の同定を行う。
2) 新規休眠性変異体の遺伝解析：令和3年度の実験で、T2世代で休眠性の上昇が見られた個体が得られたため、栽培を継続し個体を維持している。しかしひこばえの生育が悪く、今後解析に十分な種子数を得ることは難しいと判断し、N41系統の解析は中止することとした。
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| Causes of Carryover |
理由） 研究が当初計画に比べやや遅れており未実施の実験があるため、試薬・器具などの物品費が予定を下回る金額となった。
使用計画） 計画よりも遅れている実験については次年度に実施するため、それに伴う試薬・器具の購入に当てる予定である。
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