2015 Fiscal Year Annual Research Report
カスパリー線形成機構の解明とアポプラスト輸送の理解
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26712008
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
神谷 岳洋 東京大学, 農学生命科学研究科, 准教授 (40579439)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アポプラスト / カスパリー線 / スベリン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．新規カスパリー線変異株についての解析を進めた。この変異株では、カスパリー線の形成異常とスベリンの過剰蓄積に加えて、カスパリー線形成に必要なCASP1の局在に異常を有する。遺伝子マッピングと次世代シークエンスを用いることにより、原因遺伝子を同定した。原因遺伝子は未知のタンパク質をコードし、RFPとの融合タンパク質を用いることにより、アポプラスト空間に局在することを明らかにした。また、この変異株は他のカスパリー線変異株と同様に地上部のイオノームのパターンに異常がある。変異株においてスベリン分解酵素を内皮細胞で特異的に発現させたところ、地上部のイオノームパターンが野生型株に近づいたことから、スベリンの過剰蓄積がイオノームの変化をもたらしていることを明らかにした。
また、この変異株を解析する過程で、カスパリー線が寸断される側根発生部位においてスベリンがアポプラスト障壁として機能することを見出した。以上のことをまとめて、現在論文投稿中である。
２．MYB36により制御される遺伝子群のうち、T-DNA破壊株が入手できない５つの遺伝子についてCRISPR-Cas系統を作成している。次年度は、この系統を用いて、カスパリー線の形成パターンとGFPの局在を観察することにより、各々の遺伝子の機能を明らかにする予定である。
３．イネのCASP2遺伝子にTos17挿入された系統が地上部のイオノームパターンに異常を有することを見出した。シロイヌナズナの例とは異なり、明らかなカスパリー線異常やスベリンの過剰蓄積は今のところ観察されていない。現在、CRISPR-Cas系統を作成しており、CASP2がイオノームの変化をもたらしている遺伝子であることを確認する予定である。また、CASP2の遺伝子機能を明らかにするために、より詳細に根の観察、特にアポプラスト障壁の機能を観察する予定である。
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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
新規のカスパリー線形成に関与する遺伝子を同定した。この遺伝子は、カスパリー線形成のマスターレギュレーターであるMYB36の制御下には無い遺伝子であり、カスパリー線形成機構の新たな一面を明らかにする重要な遺伝子であると考えている。また、側根発生部位においてスベリンがカスパリー線の障壁としての機能を補完することを見出したことは、大きな成果である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画と大きな変更はない。今年度同定した遺伝子の機能解析を進めていく。また、シロイヌナズナとは根の構造が異なるイネを用いて、カスパリー線の生理機能を明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
人件費を見込んでいたが、雇用していた博士研究員が予定よりも早く次のポジションがきまり、雇用する必要が無くなったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
消耗品として利用する。
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[Journal Article] The Arabidopsis Mg transporter, MRS2-4, is essential for Mg homeostasis under both low and high Mg conditions.2016
Author(s)
Oda, K., Kamiya, T., Shikanai, Y., Shigenobu, S., Yamaguchi, K., Fujiwara, T.
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Journal Title
Plant Cell Physiol.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] An Arabidopsis thaliana copper-sensitive mutant suggests a role of phytosulfokine in ethylene production.2015
Author(s)
Wu, T., Kamiya, T., Yumoto, H., Sotta, N., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Matsubayashi, Y., Fujiwara, T.
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Journal Title
J. Exp. Bot.
Volume: 66
Pages: 3657-3667
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The MYB36 transcription factor orchestrates Casparian strip formation.2015
Author(s)
Kamiya, T., Borghi, M., Wang, P., Danku, J. M., Kalmbach, L., Hosmani, PS., Naseer, S., Fujiwara, T., Geldner, N., Salt, DE.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
Volume: 112
Pages: 10533-10538
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Arabidopsis thaliana PRL1 is involved in low calcium tolerance.2015
Author(s)
Shikanai, Y., Yamagami, M., Shigenobu, S., Yamaguchi, K., Kamiya, T., Fujiwara, T.
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Journal Title
Soil Sci. Plant Nutr.
Volume: 61
Pages: 951-956
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] 第57回植物生理学会2016
Author(s)
Baohai Li, Takehiro Kamiya, Lothar Kalmbach, Mutsumi Yamagami, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Shinichiro Sawa, John M. C. Danku, David E. Salt, Niko Geldner, Toru Fujiwara
Organizer
The analysis of low Ca sensitive mutant reveals coordinated formation of apoplastic barriers by Casparian strip and suberin.
Place of Presentation
岩手大学（岩手県盛岡市）
Year and Date
2016-03-18 – 2016-03-20
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