2013 Fiscal Year Research-status Report
非典型Aux/IAAタンパク質を介した種子成熟プログラムの解明
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25440131
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
加賀谷 安章 三重大学, 生命科学研究支援センター, 助教 (20335152)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 種子休眠 / 種子成熟 / アブシジン酸 / オーキシン / 転写制御因子 / 細胞分裂 / シロイヌナズナ |
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| Research Abstract |
種子は成熟過程で、貯蔵物質の蓄積、乾燥耐性、成長停止・休眠といった特徴が胚に付加され種子発生が完結する。このような種子成熟プログラムに関わるABI3、FUS3のマスター転写因子や植物ホルモンのアブシジン酸（ABA）の関与が知られているものの、その時空間的な作用発現の制御メカニズはほとんど解っていない。本年度の研究では、オーキシン依存的分解シグナル配列を欠質した非典型のオーキシン応答性転写抑制因子Aux/IAAタンパク質の種子成熟過程の作用のうち、特に種子休眠の獲得制御に関して焦点をあてて解析した。その結果、IAA30が種子成熟過程での胚の頂端および根端分裂組織の休止にかかわること、ならびに、IAA32が成熟胚の休眠性の維持に関わることを明らかにした。これまでに、ABA非感受性変異体abi3とfus3の二重変異体では、それぞれの単独変異では観察されない穂発芽が生じることが知られている。遺伝学的解析より、iaa30 abi3二重変異体、iaa32 fus3二重変異体は顕著な穂発芽性を示すことを確認した。これらの解析結果と、ABI3およびFUS3の標的遺伝子の解析結果より、IAA30がFUS3の下流で種子成熟過程での胚の成長停止および休眠性の獲得を制御し、一方、IAA32はABI3の下流で成熟胚の休眠性の維持を制御するという、それぞれ独立した経路を解して種子休眠の獲得に寄与することが示唆された。
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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
本申請課題の研究目標として、以下の点を明らかにすることを掲げた。
i, 非典型Aux/IAAの発現制御メカニズムを明らかにする。ii, 非典型Aux/IAAによるオーキシンシグナル伝達抑制がABA情報制御とどのように関わるかを明らかにする。iii, 非典型Aux/IAAおよびその共役因子と、既知の種子成熟マスター転写因子群との間での種子成熟作用メカニズムを明らかにする。これらのうち、iについて、IAA30に関しては、FUS3によるホルモン情報制御が関わり、その詳細を明らかにしている。iiについて、非典型Aux/IAAファミリーのいくつかは種子発芽時のABA感受性の獲得に関わることを見出している。これらの結果は、非典型Aux/IAAによるオーキシンシグナル伝達抑制がABAによる成長抑制制御に組み込まれていることを示唆する。また、iiiに関しては、iaa32-1変異体をEMSで突然変異を誘起した約60,000集団より休眠性の低下が著しく低下したエンハンサー変異株候補を16系統分離した。IAA32と相互作用する共役因子の相互作用ドメインに点変異が生じてIAA32との相互作用が低下した変異体は低休眠性で優性の変異体であることが期待される。このような遺伝様式を示す変異体を現在1系統見出している。以上より、本申請研究の当初計画にみあった研究進展していると判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
①引き続きiaa32-1のエンハンサー変異株の分離を行い変異株の原因遺伝子の同定を行う
得られたエンハンサー変異株候補は、iaa32-1(Lerバックグランド)のCol-0型の準同質遺伝子系統との交配によりラフにマップポジションを特定し、次世代シーケンサー解析により変異を特定する。
② IAA32の機能発現メカニズムの解析
エンハンサースクリーニング得られた共役因子の候補の間でのタンパク質―タンパク質間相互作用について酵母ツーハイブリット法（Y2H法）、免疫沈降法ならびにBiFC法により解析する。IAA32のレポーター系統およびアフィニティタグ系統はすでに作出しており、共役因子候補遺伝子のレポーター系統およびアフィニティタグ系統を作出して胚中での時空間的な発現パターンと相互作用の様式を明らかにする。
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