2018 Fiscal Year Annual Research Report
受精前後の胚乳発生を制御する新しい鍵転写因子とエピゲノム制御の包括的理解
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
17H05831
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
池田 美穂 (樋口美穂) 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10717698)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 転写制御 / 胚乳発生 / 種皮形成 / 胚発生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度は平成29年度までに解析していた受精非依存的に胚珠が肥大するキメラリプレッサーの元となる転写因子のうち、特にESP3に着目した研究を遂行した。
まず、ESP3キメラリプレッサー植物体の胚珠肥大メカニズムを明らかにするため、Pro35S:ESP3SRDXの未受精で肥大した胚珠をサンプリングし、トランスクリプトーム解析を実施したところ、Pro35S:ESP3SRDXの未受精で肥大した胚珠における遺伝子発現パターンは野生型の受精後の胚珠と類似していることがわかった。さらに個別の遺伝子発現について解析を行ったところ、受精後に発現する糖代謝関連遺伝子がPro35S:ESP3SRDXにおいては未受精胚珠でも発現していた。そこで、Pro35S:ESP3SRDXの未受精胚珠の糖分析を行ったところ、受精後に蓄積するヘキソースやスターチなどが未受精でも蓄積しており、この糖の蓄積が胚養育能力と関連している可能性が考えられた。
一方で、ESP3の本来の機能を明らかにするため、ESP3のゲノム領域（5’上流3 kbpから終止コドンまで）にGFPを融合したコンストラクトを導入した胚珠を解析した結果、 ESP3は受精後の胚乳で特異的に発現することがわかった。しかし、母由来・父由来ゲノムからの発現を確認したところ、ESP3は両親由来のゲノムから発現することがわかり、直接インプリンティングされている遺伝子ではないことが示唆された。また、ESP3は過剰発現時にも未受精での胚珠肥大を誘導したことから、胚珠発生をポジティブに制御する因子であることがわかった。
これらの結果から、ESP3は本来、受精後の胚乳で発現し、胚珠への糖蓄積をポジティブに制御することで、種皮の形成・胚の養育に関与する因子である可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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