2018 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanisms underlying nitrate-induced control of root nodule symbiosis
Publicly Offered Research
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
18H04773
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
寿崎 拓哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40575825)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 根粒共生 / ミヤコグサ / 転写因子 / 窒素栄養 / 硝酸シグナリング / ミヤコグサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物体あたりに着生する根粒の数は、Autoregulation of nodulation (AON) と呼ばれる根-地上部間の全身的なシグナル伝達系によって制御されている。これまでの研究から、AONと硝酸に応答した根粒数の抑制は、共通のCLE-RS2>HAR1経路をもつことがわかっている。本研究では、この共通経路においてシュートで産生され根粒形成を抑制する働きをもつ因子の特定を試みる。前年度までに行ったトランスクリプトーム解析によって、根への硝酸処理により、葉において発現が誘導される遺伝子を選出した。今年度は、その中で低分子タンパク質をコードする遺伝子に注目して、機能解析を進めた。そのうちの1つの解析を優先して進め、過剰発現させると根粒数が抑制されることがわかった。このことから、この遺伝子は根粒形成を負に制御する働きをもつことが示唆された。
ミヤコグサNITRATE UNRESPONSIVE SYMBIOSIS 1 (NRSYM1) はNIN-LIKE PROTEIN (NLP) 転写因子をコードし、硝酸に応答して根粒共生の成立に必須な過程を多面的に制御している。特にCLE-RS2の発現誘導を介して全身的な制御系を用いて根粒数を制御することを明らかにした。また、NRSYM1とは異なるNLP転写因子をコードするNRSYM2も硝酸に応答した根粒共生の多面的な制御に関与することを明らかにした。今年度は、硝酸に応答した根粒形成の初期過程（根粒菌感染など）に着目して、NRSYM1とNRSYM2の新たな標的遺伝子を同定することを目指した研究を進め、実際に標的遺伝子をいくつか同定することに成功した。
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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
根粒数の抑制に関わる新たなシグナル因子の候補を同定することができ、また、根粒共生における硝酸応答に関わるNRSYM1およびNRSYM2の作用機構の理解を深める結果を得ることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
根粒数の抑制に関わる新たなシグナル因子については機能解析を進め、根-地上部間の全身的なシグナル伝達系の理解を深めつつ、学会発表・論文発表行う。根粒共生における硝酸応答機構については、これまで得られた結果に加えて、論文を構成する上で重要ないくつか実験を行い、学会発表・論文発表行う。
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Research Products
(15 results)
