2016 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanisms and physiological roles of long-distance cytokinin transport
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
16H01477
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
木羽 隆敏 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (20532097)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 長距離シグナリング / サイトカイニン / 道管 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では根から地上部への道管を介したサイトカイニンの長距離輸送に注目し、（i）根における道管への積み込みの分子メカニズムとその制御と、（ii）根から地上部へのサイトカイニン長距離輸送の制御とその生理的役割の解明を目指した。
（i）我々が最近同定したサイトカイニンの道管への積み込みを司る因子ABCG14の生化学的特性の解析を中心に行った。大腸菌、酵母、昆虫細胞を用いたアッセイ系では活性を検出することはできなかったが、T87シロイヌナズナ培養細胞において誘導発現系を構築し、ABCG14がサイトカイニンの前駆体の一種であるリボシド型を排出する活性をもつことを強く示唆する結果を得た。現在in vitroタンパク質合成系を用いて、ABCG14の輸送特性を詳細に解析する系を構築中である。またABCG14機能の分子生物学的解析のための、ABCG14の発現組織や発現量を変化させた形質転換体の作製を完了した。
（ii）道管液中の主要なサイトカイニン分子種は前駆体tZRであり、古くからこれが根から地上部へのシグナルであると考えられてきた。道管液からは活性型であるtZも少量検出されるが、その役割については不明であった。我々は、サイトカイニン代謝系の変異体（log, ipt）と接ぎ木を組み合わせることにより、根由来のtZとtZRの生理的役割を区別できる実験系を構築し、tZも根から地上部へのシグナルとして働くこと、根由来のtZとtZRは異なった生理的役割を持つことを明らかにした。根由来のtZは葉の成長促進、tZRは茎頂分裂組織の活性化に作用する。サイトカイニン分子種の使い分けは（tZ/tZR, iP型/tZ型）、環境変化に応じた個体統御システムを構成する重要なメカニズムの1つであると考えられる。
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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
ABCG14機能の分子生物学的解析に用いるABCG14の発現組織や発現量を変化させた形質転換体の確立がやや遅れているが、それ以外は予定通りに進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、（i）では無細胞系で作製したABCG14を含む膜小胞を用いてABCG14の輸送特性の詳細な解析を行える系を確立し、輸送基質やカイネティックスなどの詳細な解析を中心に進める。（ii）では、昨年度見いだした、長距離輸送されたtZの生理的役割について、論文化を目指す。
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Research Products
(9 results)
