2020 Fiscal Year Annual Research Report
基部陸上植物を用いてガス交換系の発生と応答を統合的に解明する
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20J01187
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
水谷 未耶 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞間隙 / 細胞壁 / 環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物のガス交換を理解するためには、間隙と孔を一つのユニットとする「ガス交換系」として解析することが必須である。孔については、これまで被子植物の気孔について発生と応答が各々研究されてきたが、より詳細な理解のためには発生と応答を包括的に解析する必要がある。本研究では、ゼニゴケの特徴であるハイスループットなスクリーンニング系を生かして、間隙形成の仕組みに加えて孔の発生と応答を統合的に理解することを目指す。さらに、シロイヌナズナと比較を行うことで、ゼニゴケ特異的な現象にとどまらず、陸上植物に共通する現象として理解できるだけでなく、長らく研究されてきた被子植物にとっても新たな知見が得られると期待される。
植物の間隙とそれにつながる孔は効率的なガス交換系として機能する。本研究では、間隙と孔の発生、孔の開閉という発生と応答を統合的に理解することを目指して研究を行う。材料として、間隙を失っても生育することを既に明らかにした苔類ゼニゴケを用いる。本研究の目的は、これらの特性を生かして、ガス交換系を構成する間隙と孔の発生の分子機構、孔の開閉制御の分子機構を解明すること、ガス交換系について、 発生と応答の分子機構を組織全体として明らかすることである。
当該年度は、追加で順遺伝学的スクリーニングを行った他、間隙や孔の形成に異常が見られる株を系統として確立し、ケミカルライブラリーを用いたスクリーニングを3000種類の化合物に対して、1次スクリーニングを行った。
また、今年度新たに気室形成異常株を単離し、原因遺伝子が複数明らかになりつつあり、当該の遺伝子について、より詳細な解析を行っていく予定である。
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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
当該年度は、間隙と孔について発生、応答に異常が生じる変異体の単離を目指して、スクリーニングを行った。
既に得られていた気室や気室孔の形成異常株の他に、追加で順遺伝学的スクリーニングを行った。間隙や孔の形成に異常が見られる株については、系統として確立し、次世代シーケンサーを用いた原因遺伝子の特定のためにゲノムの抽出を行い、既知の遺伝子に変異のないことを確認した。ケミカルライブラリーを用いたスクリーニングを3000種類の化合物に対して、肉眼と顕微鏡を用いた1次スクリーニングを行った。
また、今年度新たに気室形成異常株を単離し、原因遺伝子が複数明らかになりつつあり、当該の遺伝子について、より詳細な解析を行っていく予定である。
これらのことから、研究はおおむね順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究では既に得られた変異体について、次世代シーケンサーを用いて原因遺伝子の特定を行う。共免疫沈降やタンパク質質量を行い相互作用因子の単離を行う。化合物スクリーニング用のライブラリを整備し、発生に異常を与える化合物、孔の開閉に異常を与える化合物を探索する。ABAやカビ毒素フシコクシンなど既に被子植物の気孔開閉に影響を与える化合物については優先的に影響を解析し、共通性を検討する。EMSスクリーニング、化合物スクリーニングでは肉眼による表現型の確認と合わせて赤外線サーモグラフィーによる表面温度の測定も合わせて行う。
また、ケミカルライブラリーを用いたスクリーニングは、追加でスクリーニングを続けつつ、候補化合物に対しては、濃度依存性や再現性の確認を行って、絞り込みを行う予定である。
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Research Products
(1 results)
