2021 Fiscal Year Research-status Report
Research on the molecular mechanisms of the heterophylly of an aquatic plant Callitriche palustris
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20K15816
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
古賀 皓之 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30783865)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 異形葉性 / ミズハコベ / アワゴケ属 / 新規ゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物はしばしば、環境によって異なる形の葉を作る能力、異形葉性を備えている。とくに水辺に育成する被子植物(水草)には、陸生時と沈水時とで著しく異なる 形の葉を作る種が数多く知られているが、そのメカニズムはほとんどわかっていない。そこで本研究では水草の葉の示す顕著な 表現型可塑性、異形葉性の詳細 な分子機構を解明することを目的とし、オオバコ科の水草、ミズハコベをモデルとしてその解析をすすめた。
昨年度に得られたミズハコベのゲノム配列に対し、遺伝子予測、およびアノテーションを行ない、各種解析を進める基盤の整備ができた。このゲノム解析によって、本種の異質倍数性ゲノムの起源に関する新知見を得ることができた。また、異形葉性に関わる植物ホルモン系の制御解析、および各種表現型の解析のためのRNAseq について、新規にデータを加えつつ、ゲノム配列を用いた解析を進めている。
成果発表として、ミズハコベの異形葉発生機構に関して、植物ホルモンの作用や遺伝子発現パターンの観点から解析を行なった論文を出版した。また、ミズハコベとその近縁種間でみられる気孔分布の多様性についてまとめた論文も出版した。また葉の発生における細胞の振る舞いについて、代謝やメカニクスの観点から論じた総説が受理された。
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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
ゲノム情報が利用可能な形になったことで、いくつかの解析を進めることができた。またそれによって、今後の展開の糸口となる興味深い知見を得ることができた。一方で、かねてより効率改善に取り組んでいるミズハコベの形質転換系については未だ効果的な改善がみられず計画進行の支障となっていたが、近縁の異形葉性を持たない種では高効率で形質転換が可能なことがわかったため、その種を用いた別角度からの研究方策を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、ゲノム情報を用いたトランスクリプトーム解析をすすめ、異形葉性に関連した各表現型の変化について、重要となる遺伝子群を絞り込むとともに、植物ホルモンの作用機序についても詳細を詰めていく。また異形葉性を持たない種への形質転換等により、これらの遺伝子の発現が異形葉に関わる各表現型や植物ホルモン反応においてどのように関わるのかを検討していく。
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