2012 Fiscal Year Annual Research Report
陸上植物における環境応答機構の普遍性と多様性
Publicly Offered Research
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
23120516
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 苔類ゼニゴケ / フィトクロム / フォトトロピン / 背腹性 / 青色光応答 / 陸上植物進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物は陸上進出後にさまざまな環境適応能力を獲得し繁栄に至った。その過程で遺伝子の獲得や喪失を繰り返しているものの、基本的には祖先から継承し機能を多様化させてきた。植物の環境のセンシングとその信号伝達の本質を理解するためには、陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケを材料に光応答機構を研究した。フィトクロムによる信号伝達：ゼニゴケフィトクロム（Mpphy）は光によって核内に局在し、遺伝子発現制御を介して機能する。下流の光信号伝達因子として転写因子PIFファミリーおよびHY5ファミリーがそれぞれ1分子種のみ存在し、主に光形態形成をPIFが抑制し、HY5が促進するという基本的な図式がコケ植物において成立していたことがわかった。フォトトロピンを介する細胞応答：ゼニゴケの光量依存的な集合反応と逃避反応および暗黒定位をphotの遺伝子破壊株や変異体をコントロールとして観察した。また、フォトトロピンを大腸菌で発現させ、生化学的性質に、LOV1およびLOV2の光受容特性を解析し、全長photの光依存的な自己リン酸化活性を検出した。ゼニゴケの概日時計：ゼニゴケは概日時計の中心振動体としてTOC1, PRR, LHY/CCA1を１分子種ずつもち、複数のフィードバックループを構成する可能性があることを示した。また、GIは時計からの出力系と位置づけられ、光の情報を付与するFKFとともにCDFを制御することが示された。光と重力による無性芽背腹性決定：無性芽は完成した段階では両面から仮根を発生することができる（腹側的な組織）。吸水後、光および重力を信号として背腹性をもつ葉状体に変化する。この過程には、重力に優先して光（なかでも青色光）が関わること、始原細胞の成立が関与すること、オーキシンの極性輸送が関わることがわかった。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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