2019 Fiscal Year Annual Research Report
Dissecting the genetic control of natural variation in heat tolerance of Arabidopsis thaliana
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme |
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| Project/Area Number |
18H04702
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
太治 輝昭 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (60360583)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 高温耐性 / 熱形態形成 / Micro-Tom / シロイヌナズナ / accession / 多様性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は個体レベルでの高温応答として、茎や葉柄における伸長、葉が巻き上がる下偏生長といった「熱形態形成（Thermomorphogenesis）」を誘導し、換気を促すことが知られている。熱形態形成については、転写因子PIF4により、YUC8をはじめとするオーキシン合成遺伝子群が転写誘導され、オーキシンにより伸長を促す。しかしながら、PIF4以下の熱形態形成シグナル伝達経路に高温ストレス応答シグナリングがどのようにアクセスするのかは不明である。本年度はこれまでの成果により見出した遺伝子の作物に対する有用性を検証することを目的に、モデル作物の極矮性トマト(Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom)に遺伝子導入し、通常生育条件および高温ストレス下における生育や実りへの影響を検証した。得られた形質転換体を短期的な高温ストレス（47 oC 60 min）曝し、その後の実りへの影響を評価したところ、当該遺伝子が短期高温ストレスに対して耐性を向上させ、ストレス後の収量向上にも寄与することが示唆された。一方、興味深いことに過剰発現体は通常生育条件下において、野生型と比較して茎葉の伸長、葉の巻き上がり（下偏生長）を示した。これらは熱形態形成として知られる表現型であることから、熱形態形成遺伝子PIF4およびその下流因子であるオーキシン合成遺伝子群の発現解析を行った。その結果、いずれの遺伝子も野生型と比較して過剰発現体での発現量が高い傾向を示すことが明らかとなった。そこでシロイヌナズナ過剰発現体においても同様に熱形態形成を示すか調べたところ、胚軸の伸長、葉柄の身長、葉の下偏生長といった熱形態形成を示すことが明らかとなった。以上の結果から、当該遺伝子は植物の熱形態形成制御に関わることが示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] SnRK2 protein kinases represent an ancient system in plants for adaptation to a terrestrial environment2019
Author(s)
Shinozawa A, Otake R, Takezawa D, Umezawa T, Komatsu K, Tanaka K, Amagai A, Ishikawa S, Hara Y, Kamisugi Y, Cuming AC, Hori K, Ohta H, Takahashi F, Shinozaki K, Hayashi T, Taji T, Sakata Y.
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Journal Title
Communications Biology
Volume: 2
Pages: 1-13
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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