2010 Fiscal Year Annual Research Report
植物の乾燥環境適応に寄与する水分屈性分子機構の解明
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20370017
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 秀幸 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (70179513)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 伸治 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (70272002)
宮沢 豊 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 (00342858)
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| Keywords | 環境応答 / 水分屈性 / MIZUKUSSEI(MIZ) / オルガネラ / シロイヌナズナ / ヒメツリガネゴケ / 側根形成 / 植物ホルモン |
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| Research Abstract |
根の水分屈性に必須のMIZ1の機能を解明するために、シロイヌナズナの根におけるMIZ1タンパク質の細胞内局在を解析した結果、MIZ1-GFPが細胞質側の小胞体膜上に存在することがわかり、MIZ1が小胞体機能に関係するものと考えられた。MIZ1過剰発現系統を作出してその表現型を解析した結果、水分屈性能が亢進されるのに加えて、側根形成が著しく抑制されていることを見出した。オーキシン添加培地でMIZ1過剰発現体を生育させると側根形成の異常は回復すること、MIZ1過剰発現体の根端においてDR5-GFPのシグナルおよび実際のオーキシン内生量の低下が認められることから、MIZ1過剰発現によりオーキシン蓄積量が減少し、側根形成が抑制されたものと考えられた。また、野生型に比べてhy5突然変異体では顕著なMIZ1遺伝子発現量の低下が見られたことから、HY5はMIZ1を転写段階で制御することが示唆された。hy5突然変異体においてMIZ1-GFPのシグナルをABA処理後に観察したところ、野生型と同様にABA処理によってシグナルの増大が見られ、ABA処理したhy5突然変異体は、野生型と同様の水分屈性を示したのに対し、miz1突然変異体ではABA処理によつても表現型の変化は見られなかった。これらの結果は、ABAを介したMIZ1の調節にHY5を必ずしも必要としないが、hy5突然変異体の水分屈性の低下がMIZ1の制御に起因することを示している。さらに、MIZ1が陸上植物の環境適応に果たした役割を理解するために、ヒメツリガネゴケの3つのMIZ1相同遺伝子PpMIL(MIZ1-Like)1-3について、単一遺伝子破壊株、二重遺伝子破壊株、三重遺伝子破壊株、およびPpMIL遺伝子をシロイヌナズナのmiz1突然変異体に導入した形質転換体の表現型を解析した。
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