2014 Fiscal Year Research-status Report
スベリン合成制御因子を利用したカスパリー線機能強化植物の作出
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26840103
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
大島 良美 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究員 (00722951)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 転写因子 / スベリン / 根 / 種子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.根の疎水性バリアは植物にとって欠かせない構造であり、ストレス耐性の獲得に重要な役割を果たしている。主要成分の一つスベリンの形成制御因子の候補LATE MERISTEM IDENTITY 2 (LMI2) が根のスベリン形成をどのように制御するかを調べる為、スベリンモノマーのGC-MSによる定性・定量分析を行った。破砕した組織の脱脂などを行い抽出したポリエステルを脱エステル化することによりスベリンモノマーを得ることができることが報告されているが、本研究では抽出法を簡便に改変し、結果の安定性を確認した。これまでに、染色によりスベリンが減少することがわかっているLMI2pro:LMI2-SRDX植物は、稔性が低く発芽率も低いため、予備実験としてlmi2-2変異体と野生型のスベリン含有組織である種子のポリエステル量を比較した。lmi2-2の総ポリエステル量は野生型と比較して変化なかったが、脂質性モノマーや芳香族モノマーの組成比が変化していることがわかった。従って、簡便化した方法でスベリンモノマーの分析が可能であることが確認された。さらに、これらの結果より、LMI2がスベリン合成に関与している可能性が、キメラリプレッサー植物だけでなく変異体によっても示唆された。
2.カスパリー線形成を制御する転写因子を内皮で発現する転写因子の中からスクリーニングするため、公開されているマイクロアレイデータから候補となる転写因子を抽出した。根の伸長領域付近で発現する遺伝子、内皮特異的に発現する遺伝子の中から転写因子を約20個抽出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
スベリン形成制御因子の候補LMI2のターゲット遺伝子を同定することを目的としたChIP-Seqを行うため、LMI2プロモーター下でGFP-LMI2を発現する植物を作成したが、GFPの蛍光が弱いか、植物体内の一部の細胞でしか発現しておらず、蛍光が根ではっきり見られなかった。そこで、35Sプロモーター下でGFP-LMI2-SRDXを発現する植物を作成した。今後はこの植物を用いてChIPを行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.これまでに改変したスベリン分析法を用いて、今後は、根で明確なスベリン減少の表現型が現れるLMI2pro:LMI2-SRDX植物を解析する。さらに、遺伝子発現、ChIP-Seq等の解析を行うことにより、LMI2の根のスベリン層形成における役割を明らかにする。
2.カスパリー線を制御する転写因子のスクリーニングの為、公開されているマイクロアレイデータより根の内皮または伸長領域で発現する転写因子約20個抽出したが、候補が少ないと考えられるため、自ら行うマイクロアレイを含む複数のマイクロアレイデータを参考に40個～100個の候補を選定する。その候補のキメラリプレッサーを用いてスクリーニングを行い、新規カスパリー線形成制御因子を同定する。酵母ワンハイブリッドスクリーニングによりカスパリー線形成因子の発現を制御する転写因子を同定する。
3.引き続き、側根形状を指標にして、全転写因子からスベリン形成制御因子のスクリーニングを行う。地上部の脂質性ポリエステルであるクチンの合成に関与する転写因子については個別に解析を行い、新規制御因子の同定を目指す。
4.上記スクリーニングで同定した転写因子及びLMI2の中から、スベリンの分析、カスパリー線の観察、遺伝子発現解析等からスベリン形成またはカスパリー線形成の制御に関与することが明らかになった因子について、過剰発現株の塩耐性やイオン蓄積量・取り込み量の測定等を行い、カスパリー線及びスベリン層の機能評価を行う。
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| Causes of Carryover |
形質転換体の作り直しにより、高額な消耗品を必要とするChIP-Seq等の実験が遅れている為である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
GFP-LMI2-SRDX植物等についてChIP-Seq、マイクロアレイを行うための消耗品費、遺伝子実験関係の消耗品費、スベリンのGC-MS解析のための消耗品費、酵母ワンハイブリッドスクリーニングの為の消耗品費、キメラリプレッサーラインのスクリーニングのための植物栽培や蛍光顕微鏡維持に関する費用として使用する。
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