2021 Fiscal Year Annual Research Report
Role of DNA methylation in phenotypic plasticities for environmental changes in plants
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19K06719
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
西村 泰介 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10378581)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | DNAメチル化 / エピジェネティクス / 表現型可塑性 / 細胞リプログラミング / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物における表現型可塑性に、どの遺伝子におけるDNAメチル化が作用するかを明らかにするため、ゲノム上のDNAメチル化パターンが部分的に野生型と異なっているシロイヌナズナ系統群から単離された、再分化効率が上昇するA471系統、葉の形態に異常をきたすe16系統、及び病原菌抵抗性を示すMH011系統を用いて解析を行った。
A471系統ではカルス誘導培地で生育させると緑化といったシュート再生に伴う現象が観察されるが、カルス誘導培地におけるRNA-seq解析で変動する遺伝子を同定したところ、シュート再生過程で変動する遺伝子の発現量が変化しており、これらの遺伝子の発現変化がカルス誘導過程における緑化を引き起こしている可能性が考えられた。1番染色体上における原因遺伝子候補を野生型において強制発現したところ、A471系統と似たような表現型を示す個体が得られた。また5番染色体の原因遺伝子座においても連鎖解析を進め、約1.1Mbの領域の約300遺伝子まで候補を絞りこみ、RNA-seq解析により発現上昇していた遺伝子は25遺伝子、さらにBS-seqによりメチル化が変化していた遺伝子は15遺伝子まで絞り込めた。
e16系統でも連鎖解析を進め、RNA-seq解析と定量的RT-PCR解析により候補は1番染色体上の原因電子候補は3遺伝子まで、4番染色体上の原因遺伝子候補は2遺伝子まで絞り込むことに成功した。4番染色体においては、表現型やDNAメチル化による制御という特徴からオーキシン信号伝達に関わるIAA27遺伝子が原因遺伝子候補として考えられていたが、連鎖解析により、推定領域の外側であることが明らかになった。
MH011系統ではF8世代まで病原菌（Pseudomonas syringae）への抵抗性が維持されることを明らかにし、遺伝的に安定な表現型であることが示された。
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