2023 Fiscal Year Research-status Report
植物の排水組織を介した物質分泌機構とその生理学的意義の解明
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22KJ3061
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
八木 宏樹 甲南大学, 自然科学研究科, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| Keywords | 溢泌 / 排水組織 / シロイヌナズナ / 物質分泌 / オミクス解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
維管束植物は排水組織から液体 (溢泌液と呼ぶ) を排出する．溢泌液には種々のタンパク質や二次代謝物が含まれることが知られている一方で，それらの物質を体外に排出する生理学的な意義やメカニズムはほとんど解明されていない．本研究ではシロイヌナズナの排水組織が有す溢泌液の成分調整機構を理解することを目的としている．前年度までに溢泌液のプロテオーム解析およびイオノーム解析による，シロイヌナズナ溢泌液の成分プロファイリングを実施してきた．2023年度は特に生体イオンに着目したイオノーム解析および，排水組織の詳細な形態観察を実施した．
排水組織ではいくつかのトランスポーター遺伝子が特徴的な発現を示す．これらのトランスポーターが溢泌液中の生体分子成分の濃度調整に関与していると予想される．本解析では昨年度に引き続き，誘導結合プラズマ質量分析 (ICP-MS) による，溢泌液のイオノーム解析を実施した．その結果，植物体に与えた栄養量に応じて溢泌液イオノームが変化することが分かった．また，野生型と比較して，溢泌液中の金属元素濃度が低下する変異体を数系統見出した．これらの原因遺伝子は溢泌液成分の調整を担うものと想定される．
溢泌液の成分調整を行う排水組織および細胞の形態的同定のため，X線CTスキャンおよび光学顕微鏡による組織観察を実施した．排水組織内部は小さな細胞が，葉肉組織よりも密な構造をとっていた．さらにその細胞もいくつかの細胞種に区別できるような形態をもつことが分かった．すなわち排水組織は単一な細胞集団によるものではないと示唆された．
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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
本年度は溢泌液についてのイオノーム解析から，イオノームが変化する変異体を獲得することができた．本発見は溢泌について分子遺伝学的にアプローチした研究例の少ない重大な成果である．
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究から溢泌液中のイオン濃度やプロテオームを制御する遺伝子の候補がいくつか発見された．今後はその遺伝子の変異体植物を利用した生理学的解析を進め，国際誌への論文発表を行う予定である．
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| Causes of Carryover |
当初予定していたプロテオーム解析に遅れが生じたことおよび，既に調達している物品等で植物の生育などが可能だったため，今年度の支出が低く抑えられた．残った研究計画推進および最終年度に向けた論文執筆のために使用する．
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[Presentation] Light-dependent nuclear relocation in land plants: differences and similarities between Arabidopsis thaliana and the liverwort Marchantia polymorpha2023
Author(s)
Ikuko Hara-Nishimura, Kosei Iwabuchi, Hiroki Yagi, Kenta Moriya, Nanaka Oki, Reina Yokohata, Asami Nakata, Saya Hiromoto, Aino Komatsu, Yuuki Sakai, Shingo Takagi, Tomoo Shimada, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Yo-hei Watanabe, Haruko Ueda
Organizer
The 33rd International Conference on Arabidopsis Research (ICAR2023)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Functional diversification of light- and cytoskeleton- dependent nuclear relocation in Marchantia polymorpha2023
Author(s)
Kosei Iwabuchi, Hiroki Yagi, Kenta C. Moriya, Aino Komatsu, Noriyuki Suetsugu, Yuuki Sakai, Tomoo Shimada, Ryuichi Nishihama, Takayuki Kohchi, Akiko Harada, Shingo Takagi, Yo-hei Watanabe, Haruko Ueda, Ikuko Hara-Nishimura
Organizer
Taiwan-Japan Plant Biology (TJPB2023)
Int'l Joint Research
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