2022 Fiscal Year Annual Research Report
ツノゴケを用いた植物ホルモンKLの栄養繁殖制御因子としての祖先的機能の検証
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21K20649
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 秀政 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (30908059)
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2021-08-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 陸上植物 / 進化 / 栄養繁殖 / 植物ホルモン / KL信号伝達 / コケ植物 / ツノゴケ類 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
栄養繁殖は植物の重要な繁殖戦略である。苔類ゼニゴケでは、KAI2-Ligand（KL）信号伝達により栄養繁殖の多寡が調節される。KLは未同定ながら存在が確実視される新規植物ホルモンである。陸上植物は維管束植物とコケ植物に大別され、KL信号伝達は両者の共通祖先で獲得された。本研究では、コケ植物のなかで最も早期に分岐したツノゴケ類を材料に、栄養繁殖とKL信号伝達の保存された制御機構の解明を目指した。
令和4年度には、（1）ナガサキツノゴケを用いたKL信号伝達の解析と（2）ホウライツノゴケを用いた栄養繁殖の解析を遂行した。
（1）ナガサキツノゴケでKL信号伝達により発現変動する遺伝子をRNA-seqで網羅的に解析した。その結果をもとに、KL信号伝達により転写促進される遺伝子のプロモーターレポーター株を作出し、KL応答部位を可視化した。また、KLの生理機能を解明するため、KL信号伝達を恒常的に抑制した株を作成した。これらの植物を観察し、ツノゴケ類においてKL信号伝達がいつどこでどのような働きを担っているか解析を進めている。
（2）クローン個体（無性芽）により繁殖するホウライツノゴケを用いて、栄養繁殖の制御に関わる遺伝子を探索した。特に、無性芽の発芽に伴うリプログラミングに着目し、その調節を担う因子を解析した。また、形質転換手法を確立し、KLによる栄養繁殖制御をホウライツノゴケで検証するための実験基盤を確立した。
研究期間全体を通じて、KL信号伝達の普遍的な標的遺伝子を明らかにし、KLという謎の多いホルモンの機能の一端を明らかにした。また、全く未知であったツノゴケ類の栄養繁殖のしくみを明らかにし、植物の繁殖戦略の多様性の一端を明らかにした。
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[Presentation] Cytokinin works downstream of the KL signaling pathway to control vegetative reproduction in Marchantia polymorpha.2023
Author(s)
Aino Komatsu, Mizuki Fujibayashi, Fukutaro Hosoya, Kazato Kumagai, Hidemasa Suzuki, Kyoichi Kodama, Yohei Mizuno, Yumiko Takebayashi, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Xiaonan Xie, Satoshi Naramoto, Junko Kyozuka
Organizer
日本植物生理学会第64回大会
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