2021 Fiscal Year Research-status Report
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20K06016
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
藤田 尚子 岡山大学, 環境生命科学学域, 特任助教 (50646966)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
赤木 剛士 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (50611919)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 性表現 / 開花期 / 花寿命 / ヒロハノマンテマ / 黒穂菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、Silene属植物における「遺伝的な性」および「菌感染による環境的な性変化」に着目し、本年は、1.二つの異なる雄性経路（遺伝的・環境的）の交差点と推定された「開花期」制御因子の特定、2.性別と関係なく「花寿命」を延長する菌感染の分子機構の解明、の二点における研究を行なった。
1.に関して、播種後から開花までの日数を計測したところ、遺伝的および環境的要因によってオスの性表現が示された場合、いずれも開花期の遅延が認められた。すなわち、おしべ形成を誘導する雄蕊決定経路に「開花期」が関わることが示唆された。開花期を制御する原因因子を特定するため、１年目にRNA-seq解析より得た候補遺伝子をシロイヌナズナに形質転換し、開花期と性表現に影響を及ぼす候補因子を絞り込んだ。これにより、雄性決定経路の中間因子となる「開花期」制御因子を特定した。
2.に関して、花弁組織のRNA-seq解析により、黒穂菌感染による花延命の原因因子を探索した。健全花と感染花の比較から、感染時特異的に発現変動する1,524遺伝子（FDR<0.05, 1<logFC<-1）が抽出され、クラスタリング解析より、感染時に有意に発現低下する遺伝子として、エチレンシグナル伝達に関わる転写因子EIN3、発現上昇する遺伝子として、EIN3結合F-BOXタンパク質EBF1が見出された。また、花弁組織から菌自体は検出されなかったことから、黒穂菌はエフェクターを介してエチレンシグナル伝達系に作用し、宿主植物の花寿命を延ばしていると考えられた。
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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
1.雄性決定経路の中間因子となる「開花期」制御因子を特定した。
2.菌感染による花延命の作用点として、エチレンシグナル伝達系における重要な転写因子EIN3、またはEIN3結合F-BOXタンパク質EBF1を特定した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ここまでのRNA-seq解析から、感染植物個体から抽出したトータルRNAの大半は植物側が占めており、菌側はわずかであることがわかったため、植物培養細胞を用いた植物・菌相互作用アッセイ（in vitro系）を検討している。In vitro系では、植物細胞と菌細胞を分離可能であり、菌側のRNA-seqを行うことができる。
これらのトランスクリプトームデータを統合し、遺伝的な性変化・環境的な（黒穂菌による）性変化・発現時期・系統という多角的ベクトルに展開した共発現ネットワーク解析を行う。
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