2021 Fiscal Year Research-status Report
Evolution of peptide signaling molecules during the plant terrestrialization process – the origin of land plant peptide hormones
| Project/Area Number |
20K06770
|
|---|
| Research Institution | Akita University |
|---|
Principal Investigator |
古水 千尋 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (90808479)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 陸上植物の進化 / 異種生物間相互作用 / 共進化 / 植物ペプチド情報伝達系 / 植物ペプチド性情報因子の進化 / 植物ペプチド性情報因子受容体の進化 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
成果１「植物ペプチド情報伝達系の進化について、俯瞰的に分析した」植物ペプチド情報伝達系についての先行研究を分析し、「少数のモデル植物へのデータの偏り」を課題として見出した。この解決に向けて、系統的に多様な植物について、既知のペプチド・受容体の保存性を解析した。得られた研究成果を、査読あり総説１編として出版した。
成果２「植物の情報伝達分子として働くRGFファミリーペプチドの配列の進化を明らかにした」RGFファミリーペプチドの配列進化を詳細に解析し、コケ植物のRGFファミリー遺伝子の機能を調べた。得られた研究成果を、査読あり原著論文１編として出版した。
成果３「植物の情報伝達分子として働くCLEファミリーペプチドとその受容体の進化を分析した」CLEファミリーペプチドとその受容体のホモログの有無や遺伝子発現パターン、生物学的機能について、先行研究を分析した。現生の維管束植物のなかで最初期に誕生した小葉類に属するイヌカタヒバの分裂組織において、CLE情報伝達系が機能している可能性を見出したことは、特筆に値する成果である。これは、総説１編として出版した。
成果４「植物ペプチド情報伝達系の受容体の進化を明らかにした」植物内在ペプチド性情報因子の受容体を含むLRR-RLKサブファミリーXに注目し、分子系統解析を行ない、サブファミリー内での配列の多様化の過程を明らかにした。さらに、植物の唯一のステロイドホルモンであるブラシノステロイドの既知の受容体BRI1の相同遺伝子と考えられる配列をコケ植物から見つけた。本発見は、植物ホルモン受容機構の成立に関する通説の再考を促すものである。得られた研究成果を、査読あり原著論文１編として出版した。
上記以外の研究成果として、査読あり原著論文２編を出版した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度に変更した研究計画に則して、研究を円滑に実施し、研究成果として複数の論文の出版に至った。
加えて、次年度に向けた実験に着手し、結果を得た。総合的にみて、2年度目の研究目標を十分に達成しており、研究は順調に進捗していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
これまでの進捗を踏まえて、以下に述べる２つの研究課題に重点的に取り組むことにより、陸上植物のペプチド情報伝達系の進化についての議論を発展させる計画である。
１「TPD1ファミリーペプチドの進化」初年度に作製したゼニゴケTPD1の機能欠損変異体や過剰発現体を用いて、今年度はトランスクリプトーム解析を行った。得られたデータを次年度に解析し、コケ植物におけるTPD1情報伝達系の機能を明らかにする。これを、先行研究で明らかにされている被子植物におけるTPD1情報伝達系の機能と比較することによって、陸上植物におけるTPD1ファミリーペプチドの進化について考察していきたい。
２「イヌカタヒバにおける情報ペプチド遺伝子の発現パターンの解明」今年度は、イヌカタヒバの分裂組織において、特定のCLEファミリーペプチドやその受容体をコードする遺伝子が発現していることを見出した。同時に、イヌカタヒバのゲノムアノテーションから欠落している情報ペプチド遺伝子が多数あることに気がついた。次年度は、公開されているイヌカタヒバのゲノム・トランスクリプトームデータを用いて、イヌカタヒバの情報ペプチド遺伝子の発現プロファイルを再解析することを計画している。これにより、ペプチド情報伝達系における変化が維管束植物の進化に果たした役割を考察する手がかりを得たいと考えている。
|
| Causes of Carryover |
研究代表者は、今年度から所属機関を移動した。このため、研究計画の実施に割くエフォートの一部は、移動に伴う研究・実験環境の整備に費やした。結果として、次年度使用額が発生した。
発生した繰越額は、次年度の研究計画の拡充に活用し、予定していた研究課題を滞りなく進捗させる計画である。
|
