2015 Fiscal Year Research-status Report
シロイヌナズナ花茎の抗重力形態形成におけるブラシノステロイドの機能解析
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25514004
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
山崎 千秋 横浜市立大学, 付置研究所, 客員研究員 (30636189)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋田 幸久 横浜市立大学, 付置研究所, 教授 (30300875)
中村 郁子 横浜市立大学, 付置研究所, 助教 (40585858)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物ホルモン / ブラシノステロイド / 抗重力形態形成 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の茎は重力の力に抵抗するために強固な体を構築し、耐倒伏性の獲得や姿勢制御を行っている。これまでに、植物の重力に抗う体作り（抗重力形態形成）の発現に、植物ホルモンのブラシノステロイドの関与が示唆されてきたが、植物ホルモンと抗重力形態形成の関わりの大部分が明らかになっていない。本研究では、シロイヌナズナ花茎が重力を感受して抗重力形態形成を発現するまでの各段階において、ブラシノステロイド生合成や応答がどのように関与するかを明らかにすることを目的としている。
本研究は課題を2つに分けており、課題1ではシロイヌナズナ花茎の茎頂特異的なブラシノステロイド生合成の重力依存性の解明、課題2ではシロイヌナズナ花茎の直立/倒伏や二次細胞壁形成に対するブラシノステロイド依存性の解明を目標としている。
昨年度までに課題2について進捗があった。野生型シロイヌナズナの花茎に外生ブラシノステロイド処理およびブラシノステロイド生合成阻害剤処理を行い、花茎の生長と剛性の変化を定量した結果、ブラシノステロイド濃度依存的に茎の剛性が変動することが明らかになった。加えて、外生ブラシノステロイド処理時の花茎の茎頂や基部の二次細胞壁の変化を定性的に評価するために、花茎の部位別横断面の細胞壁染色を実施した。更に、シロイヌナズナ支持領域の細胞壁の構築における分子機構に関わることが期待される遺伝子のうち、過重力で発現応答が報告されている遺伝子に着目して解析を進めた。その結果、リグニン合成酵素、キシログルカン転移酵素、ペクチン修飾酵素等の遺伝子が伸長領域-支持領域の境界付近で発現変動していることを明らかにした。
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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
昨年度は1年間、産休・育休により研究を中断していたが、全体として研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度に実施予定であった課題を継続する。
課題1については、花茎の茎頂部位でのブラシノステロイド生合成領域が重力刺激によって制御されているかを解明することを目的とする。次年度はシロイヌナズナ花茎において、茎頂のブラシノステロイド生合成領域が重力シグナル伝達を介して制御されているか確認するために、整備した重力関連変異体のラインを用いてブラシノステロイド生合成領域をRT-PCRで解析し、野生型と比較する予定である。課題2については、花茎にブラシノステロイドを処理することで人為的に花茎を倒伏させる実験条件を設定し、花茎の茎頂側から基部側にかけて輪切りにしてマイクロアレイ解析を行うことで、直立していた茎が倒伏する過程における時空間的な遺伝子プロファイルを解析する。次に単離した遺伝子についてRT-PCRを行い、花茎の直立と倒伏過程にかかわるブラシノステロイド応答性遺伝子を探索する予定である。
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| Causes of Carryover |
産休・育休により研究を中断していたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に実施予定であった課題を継続する。
課題1については、花茎の茎頂部位でのブラシノステロイド生合成領域が重力刺激によって制御されているかを解明することを目的とする。次年度はシロイヌナズナ花茎において、茎頂のブラシノステロイド生合成領域が重力シグナル伝達を介して制御されているか確認するために、整備した重力関連変異体のラインを用いてブラシノステロイド生合成領域をRT-PCRで解析し、野生型と比較する予定である。課題2については、花茎にブラシノステロイドを処理することで人為的に花茎を倒伏させる実験条件を設定し、花茎の茎頂側から基部側にかけて輪切りにしてマイクロアレイ解析を行うことで、直立していた茎が倒伏する過程における時空間的な遺伝子プロファイルを解析する。次に単離した遺伝子についてRT-PCRを行い、花茎の直立と倒伏過程にかかわるブラシノステロイド応答性遺伝子を探索する予定である。
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[Journal Article] Small-molecule auxin inhibitors that target YUCCA are powerful tools for studying auxin function.2015
Author(s)
Kakei Y, Yamazaki C, Suzuki M, Nakamura A, Sato A, Ishida Y, Kikuchi R, Higashi S, Kokudo Y, Ishii T, Soeno K, Shimada Y
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Journal Title
Plant J
Volume: 84
Pages: 827-37
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Phenylboronic acid analogs are effective auxin biosynthesis inhibitors targeting YUCCA2016
Author(s)
usuke Kakei, Chiaki Yamazaki, Masashi Suzuki, Ayako Nakamura, Akiko Sato, Yosuke Ishida, Rie Kikuchi, Shouichi Higashi, Yumiko Yamasaki-Kokudo, Takahiro Ishii, Kazuo Soeno, Yukihisa Shima
Organizer
第57回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
岩手大学, 盛岡
Year and Date
2016-03-18 – 2016-03-20
