2021 Fiscal Year Annual Research Report
陸上植物における植物ホルモン・ジベレリンを介した生殖細胞分化機構の解明
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21J15550
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
川村 昇吾 京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Keywords | ジベレリン / 陸上植物進化 / ゼニゴケ / 生殖成長 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
① 苔類ゼニゴケにおけるジベレリン生合成経路の同定のための共発現データの収集・解析を完了した。また、これらのデータをもとに国立遺伝学研究所と共同研究の上、RNAseqデータの収集及びその発現量、共発現データをともに容易に解析・可視化できるデータベースMarpolbase Expression (https://marchantia.info/mbex/) を構築し、Webを通じて公開した。また、苔類ゼニゴケにおいて、活性型ジベレリンを不活化すると考えられている酵素MpSABATH2についての解析を行った。その結果、ゼニゴケにおいて生殖成長のマスター制御因子と考えられているbHLH型転写因子MpBNBとは独立にジベレリンが生殖成長を制御しており、ゼニゴケの生殖器官を内包する組織である生殖器托形成においてジベレリンが重要な役割を持っていることを示した。このことからゼニゴケにおいてもジベレリンが生殖成長において重要な役割を果たしていることが明らかになった。これらの結果について、分子生物学会での発表を行った。
② MpSABATH2のノックアウト株のRNA-seq解析の結果、細胞壁やリグニン生合成経路の初発生合成経路の関連遺伝子が発現上昇していることが明らかになった。被子植物においてもジベレリンのこれらの機能は保存されているものの、ゼニゴケは被子植物とは異なった細胞壁成分を持つことや、リグニンを持たない。このことから、ジベレリンによる細胞壁やリグニン制御機構の原型は、生合成経路が十分に発達していないものの、コケ植物において確立されていることが示唆されている。
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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
苔類ゼニゴケのジベレリンシステムの同定に活用できると考えられる共発現解析のためのデータ集積及びデータベースとしての公開を完了した。また、ゼニゴケのジベレリン過剰蓄積株と考えられるMpSABATH2ノックアウト株に関する解析によって、トランスクリプトーム解析を行い、ジベレリンのゼニゴケにおける機能についても明らかになりつつある。また、研究室においてMpSABATH2を用いた過剰蓄積の表現型を抑圧する変異体に関するスクリーニング系の確立や、MpSABATH2株を用いた有機化学的な分画も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
以下について重点的に研究を行う。
- MpSABATH2についての栄養成長・生殖成長におけるトランスクリプトームデータとその表現型を解析し、ゼニゴケにおけるジベレリンの役割を明らかにする。
- MpSABATH2を用いた過剰蓄積の表現型スクリーニングによって得られた株の解析を継続する
- 作成した共発現データベースを用いて、ジベレリン関連遺伝子の同定・解析を進める
- ゼニゴケにおけるジベレリンの分子実態を同定するため、さらなる分画と質量分析・NMRによる解析を行う。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Identification of the sex-determining factor in the liverwort Marchantia polymorpha reveals unique evolution of sex chromosomes in a haploid system2021
Author(s)
Iwasaki Miyuki,Kajiwara Tomoaki,Yasui Yukiko,Yoshitake Yoshihiro,Miyazaki Motoki,Kawamura Shogo, ..., Berger Frederic,Yamato Katsuyuki,Bowman John,Kohchi Takayuki
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Journal Title
Current Biology
Volume: 31
Pages: 5522～5532.e7
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Presentation] Screening of novel mutants affecting a gibberellin-related methyltransferase function in Marchantia polymorpha2022
Author(s)
Eita Shimokawa, Shogo Kawamura, Rui Sun, Kaori Suzuki, Yoshihiro Yoshitake, Yukiko Yasui, Ryuichi Nishihama, Shohei Yamaoka, Kiyoshi Mashiguchi, Shinjiro Yamaguchi, Takayuki Kohchi
Organizer
第62回植物生理学会
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