2013 Fiscal Year Research-status Report

ストレス環境下における植物メリステムの細胞分裂活性維持機構の解明

Research Project

Project/Area Number	24580493
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	武田真名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (00432253)
Keywords	メリステム活性維持 / 環境ストレス / ジャスモン酸
Research Abstract	本研究では、メリステムでの細胞分裂活性や細胞分裂と分化との調和がストレス環境下でどのように維持されるのかについて、その機構を分子レベルで理解することを目指して研究を進めている。これまでにストレス環境下での細胞分裂活性に必要な因子としてRSS1を報告しているが、この因子の欠損変異体では細胞周期のG1-S期移行がストレスに依存して強い阻害を受ける。本年度はG1-S期移行制御に関わる因子と考えられているRbのイネホモログに関する研究や、塩ストレス存在下での根の成長に関わるRSS3因子の解析を進め、主に以下の成果を得た。１.Rbのイネホモログの１つであるOsRBR1の変異体は、生育が顕著に阻害され、不稔性を示すが、とくに花粉形成が全く起きないことを見出した。このことはOsRBR1が花粉形成の初期段階に必要であることを示した。２.OsRBR1およびOsRBR2に結合するRepAタンパク質をコードする遺伝子をデキサメタゾン（DEX)誘導性プロモーター下流に連結させたコンストラクトを作成し、これを導入したイネについて解析を進めた。このイネの幼苗にDEX処理を施したところ、RepA遺伝子の発現誘導とともに、地上部および根の顕著な生育阻害がみられた。これらの個体の根端について詳細な解析を行ったところ、分裂領域については短く、伸長領域については長くなっていた。また、分裂領域の細胞数は減少し、伸長領域の細胞数は増大していた。一方、Rbへの結合に必要なアミノ酸を欠失させた変異RepAを同様に誘導した場合には、生育阻害は観察されなかった。これらのことから、RepAの発現が細胞の分裂から分化への移行を促進させる可能性が示唆された。３.RSS3がジャスモン酸シグナリングに関わるJAZ因子およびbHLH型転写因子と複合体を形成すること、rss3変異体ではジャスモン酸応答が起こりやすいこと等を見出した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason RepAタンパク質がイネの細胞分裂および分化を制御することを見出すことができた。また、当初の計画以上の成果として、塩ストレス環境下でのイネの根の成長に重要な役割を果たすRSS3因子の分子機能を明らかにすることができた。とくにRSS3をジャスモン酸に応答した遺伝子発現制御に関わる新たな因子として位置づけることができた。これらを含む知見を2つの論文にまとめて発表した。以上より、本研究は順調に進展しているといえる。
Strategy for Future Research Activity	RSS1の機能について引き続き、解析を進める。また、RepAとRbの作用やストレス環境下でのはたらきについて解析を行う。ジャスモン酸の作用とストレス環境下でのイネの生長や生存能に関する研究をさらに進める。
Expenditure Plans for the Next FY Research Funding	本年度の研究で得られている予備的な結果をもとに、次年度にさらに研究を追加することとしたため。当該年度は、そのための実験材料をそろえることに多くの時間を割き、支出を節約した。これまでの計画に加えて以下の研究を遂行する。ジャスモン酸代謝に関わる酵素や、ジャスモン酸シグナリングに関わる因子の発現あるいは活性を人為的に改変したイネを用いて、ジャスモン酸応答やストレス環境下での生育をモニターする。また、その作用点に関わる因子を明らかにする。