2021 Fiscal Year Research-status Report
イネ種子発芽を温度に応じて制御する転写調節モジュールの解析
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21K15120
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
吉田 英樹 福島大学, 食農学類附属発酵醸造研究所, 特任助教 (10814353)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 発芽 / GWAS / ゲノム / 植物ホルモン / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発芽は植物の一生において最も重要なイベントの1つである。本研究課題において、食糧生産において非常に重要な穀物であり、モデル植物であるイネを材料として、温度依存的な発芽調節機構についてGWASを用いて解析することを目的としている。
これまでに、イネ164品種の15℃条件および30℃条件における発芽の程度を表現型としたGWAS解析により、11番染色体に座上する遺伝子GF14hにおける4bpのindelが温度依存的な発芽調節に関わることを見出した。さらに、GF14hの分子生理学的機能の解析を進めた結果、機能型GF14hはbZIP型転写因子OREB1およびペプチドホルモンとして機能するHd3aと同じファミリーに属するMFT2とそれぞれ結合すること、そしてその結合は排他的ではなく三者複合体を形成すること、そしてこれら3因子の転写調節に与える影響をOREB1の下流遺伝子として広く知られているOsEM遺伝子のプロモーター領域を用いたtransient reporter assayにより検証した結果、OREB1の転写活性化能をGF14hが阻害し、MFT2はさらにそのGF14hによる転写抑制能を阻害することを見出した。
さらに機能欠失型GF14hを持つ日本晴に機能型GF14hを形質転換により導入した植物体においては、30℃において発芽が早まった一方で15℃ではほとんど差がなく、またABAによる発芽抑制機能が抑制されたことから、GF14hがABAシグナル伝達を介して30℃において発芽調節に関わることを明らかにした。
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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
GF14hとOREB1、MFT2からなる転写調節モジュールの分子生理学的関係性、および機能を明らかにできた。また、形質転換体を用いてGF14hの温度依存的な発芽調節機能を生理学的にも証明できた。
継続して他の因子との関連についての調査なども予定通り進行中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
GF14hの機能欠失型と思われるアリルについて、本当に機能欠失型であるのか分子生理学的手法を用いて改めて検証を行う。
OREB1のリン酸化状態がこの転写調節モジュールに与える影響について、分子生理学的手法により評価を行う。
環境の影響を加味したGWASの手法について、最近本研究の条件に最適と思われる新たな解析手法が提唱されていることから、本研究結果の統計学的裏付けを確かなものにするため、当該手法を用いて改めて解析することを検討する。
これまでの成果をとりまとめ、論文として報告する。
追加の研究として他の環境と相互作用して機能する遺伝子について探索を進めるとともに、ABAシグナル伝達因子として機能する遺伝子についても解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
本研究を遂行するにあたり必要と思われていた出張がCOVID-19の感染拡大の影響を受けて取りやめになったものがあったことで次年度使用額が生じた。
次年度使用分は出張によって行うこととしていた実験を、出張をせずに実施するための消耗品等の追加の物品購入費に充てることを計画している。
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