2019 Fiscal Year Research-status Report
Analysis of stress response mechanisms in Lettuce with LsDREB paralogs and their regulons
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19K06032
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
宇野 雄一 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (90304120)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ストレス / 野菜 / 耐性 / 転写因子 / プロモーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物のストレス応答の代表的な経路はDREB遺伝子を介している．これまでに，レタスのDREB転写因子が，ストレス応答に関わる遺伝子群の転写を活性化し，耐性を付与することを解明してきた．しかしながら，LsDREBに調節を受けるレギュロンのプロモーターや，LsDREBのパラログの解析は進んでいない．これらの関係性が明らかになれば，ストレス応答機構の全体像が見え，ストレス耐性レタスの分子育種を大きく前進させることができる．そこで本研究では，レタスのストレス応答に関わるLsDREB遺伝子のパラログ，並びにレギュロンのシスエレメントを解析することを目的とした．本研究成果により，非ストレス時の生育が抑制されず，温暖化等による異常気象にも対応が可能な実用性のある品種育成が期待できる．
１年目は次の3項目について研究を進めた．
(1)LsDREB1パラログの整理と発現解析：シロイヌナズナのDREB1Aの配列情報を使用して，レタスのゲノムデータベースを検索して14個のLsDREBを選出し系統樹を作成した．短期間（5時間）および長期間（7日間）の乾燥ストレスをレタスに与え，RT-PCRおよびRNA-seqによる発現解析を行った. LsDREBおよびレギュロンのLSDHNの発現量にはパラログ間差があることを確認した．
(2) LsDREB1レギュロンプロモーター解析：乾燥ストレス時の発現量が高いLSDHNのパラログを選択し，プロモーター::GUSキメラ遺伝子のコンストラクトを導入した形質転換体T0を獲得した．
(3) LsDREBパラログおよびレギュロンプロモーターの結合解析：10個のLsDREBパラログのクローニングを行い，酵母ワンハイブリッドシステムのGAL4-AD融合タンパク質のコンストラクションを終えた．また，LSDHNのプロモーターを導入したレポーターストレインを作成した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
開始当初の予定では，(1)LsDREB1パラログの整理と発現解析，(2) LsDREB1レギュロンプロモーター解析，(3) LsDREBパラログおよびレギュロンプロモーターの結合解析の項目について、50%程度の達成度を見積もっていた．自己評価では，(1)が60%，(2)が80%，(3)が80%と、いずれも期待値を超える結果が得られた．また，レギュロンとしてはLEAタンパク質のみが研究対象であったが，乾燥耐性に関与するアラントイン合成系の酵素遺伝子も追加し，xanthine dehydrogenase (XDH)およびallantoinase (ALN)の発現解析や配列解析を行った．それぞれの遺伝子のプロモーター配列を調査し，DREが存在することを明らかにした．さらに，乾燥ストレス下のレタスに対するアラントインの効果を見いだした．
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| Strategy for Future Research Activity |
(1)LsDREB1パラログの整理と発現解析，(2) LsDREB1レギュロンプロモーター解析，(3) LsDREBパラログおよびレギュロンプロモーターの結合解析の項目について100%の達成度を目指す．適切なプロモーターとパラログの組み合わせを早期に決定し，形質転換体の作成を進める.追加した研究項目のアラントイン合成系についても, DREBとの関連性を調査したいと考えている．
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| Causes of Carryover |
予定していた2月の研究会ならびに3月の国内学会が、新型コロナウイルスの感染拡大防止のため相次いで中止となり、旅費を使用できなかった。次年度の予算に持ち越し、消耗品や試薬を購入する予定である。
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Research Products
(3 results)
