2013 Fiscal Year Research-status Report
種子休眠調節の分子機構：グルコシル化経路によるアブシジン酸不活性化機構の解明
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24780017
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
今泉 智通 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 中央農業総合研究センター生産体系研究領域, 研究員 (10509235)
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| Keywords | 種子休眠 / 発芽 |
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| Research Abstract |
コナギ(Monochoria vaginalis)種子の野外での休眠サイクルに関与する遺伝子特定を目的として、今年度はコナギ用に開発したマイクロアレイを用いて、埋土種子トランスクリプトームの季節変動を明らかにした。マイクロアレイにより決定した遺伝子発現の季節変動は、埋土前の一次休眠種子、埋土1年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子、埋土2年目に最も深い休眠状態にあった二次休眠種子はそれぞれ異なる遺伝子発現パターンを示した。また休眠覚醒種子についても、埋土１年目に最も休眠覚醒していると推定された種子の遺伝子発現パターンは、他の休眠覚醒種子と大きく異なる遺伝子発現パターンを示した。これらの結果から、埋土種子の休眠状態は、発芽試験
で推定されるより大きな季節変動をしており、散布後年数の影響も受けると考えられた。
休眠サイクルとの関係が認められた遺伝子の中には、モデル植物での先行研究において休眠調節への関与が示唆されるDELAY OF GERMINATION1、S-adenosyl-L-homocysteine hydrolase、CRUCIFERINAなどと相同性の高い遺伝子が見つかった。また、 MYB DOMAIN PROTEIN、PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR 3-LIKE 5など植物ホルモンの調節に関与する遺伝子と相同性の高いもの見つかった。今後は、マイクロアレイの結果から種子休眠調節への関与が示唆された遺伝子の機能を特定するとともに、埋土種子における植物ホルモンの季節変動を解析し休眠サイクルとの関係を明らかにする。
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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
今年度は、野外での埋土種子トランスクリプトームの季節変動と休眠サイクルの関係を明らかにするため、マイクロアレイによる網分子レベル羅的遺伝子発現解析を実施した。これにより、野外における遺伝子発現の季節変動を決定し、埋土種子の休眠状態は発芽試験で推定されるより大きな季節変動をしていることを明らかにできた。また、マイクロアレイ解析により休眠サイクルとの関連性が強い遺伝子を特定することができた。次年度中には各遺伝子と休眠調節との関係を明らかにし、休眠調節に関与する遺伝子が特定できると期待されるため、研究の目的はおおむね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
マイクロアレイ解析により休眠サイクルへの関与が示唆された遺伝子について、発芽試験およびリアルタイムPCR法による遺伝子発現解析により休眠調節への関与を明らかにする。また、植物ホルモン解析によりアブシジン酸およびジベレリンの季節変動を明らかにし、植物ホルモンの内生量や感受性が種子休眠調節に与える影響を特定する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
当初は植物ホルモンの生合成・不活性化を担う酵素遺伝子を対象に遺伝子発現解析を実施する予定であったが、種子休眠調節に関与する植物ホルモン以外の遺伝子が近年報告されはじめた。そこで、マイクロアレイ解析による網羅的遺伝子発現解析により、候補遺伝子をスクリーニングすることにした。今年度はマイクロアレイ解析と得られたデータのバイオインフォマティクス解析を中心に実験を行った。そのため、当初予定であった遺伝子発現解析を今年度実施しなかったため当該研究費が生じることとなった。
今年度の残額および次年度に請求する研究費は、マイクロアレイ解析により休眠調節への関与が示唆された遺伝子について、リアルタイムPCRによる個々の遺伝子の発現解析実施のために使用する。
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