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イネの高CO2応答に関与するmiRNAの探索

研究課題

研究課題/領域番号 18F18083
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東北大学

研究代表者

徳富 光恵 (宮尾光恵)  東北大学, 農学研究科, 教授 (70181980)

研究分担者 KIM YONGHYUN  東北大学, 農学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2018年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード高CO2環境 / 葉の発達 / シグナル伝達 / miRNA / イネ
研究実績の概要

高CO2環境を伝達する長距離シグナルの受け手であるP4葉(発達中の葉;完全展開葉=P6)では、短時間の高CO2処理で18種類のmiRNAの存在量が2倍以上増大する。そのうち、miR396ファミリーは葉の発達(細胞分裂と伸長)に関与することから、miR396がシグナルとして機能するか検証した。
1) シグナル伝達経路に沿ったmiR396存在量の確認
シグナルは、P6葉から維管束を介して未発達葉に輸送されると考えられる(P6葉葉身→P6葉葉鞘→地上部基部→未発達葉)。RT-qPCR法により、シグナル伝達経路に沿ってmiR396ファミリーの存在量を調べた。P4葉では、3種類の前駆体(e, f, g)と2種類の成熟型(e, f)の存在量が高CO2処理で有意に増大した。一方、P6葉の葉身と葉鞘では、成熟型の存在量は変化せず、2種類の前駆体(e, f)の存在量が高CO2処理で有意に増大した。P6葉では細胞の分裂と伸長が完了しており、P6葉でmiR396が何らかの機能を担うとは考えにくい。高CO2環境下、P6葉でmiR396前駆体が発現・蓄積し、これが未発達葉に輸送されると考えられる。
2) 吸引・添加実験によるmiR396eのP4葉への輸送の検証
昨年度、miR396eに相同な合成ssDNAをP6葉葉身先端から2日間吸引させると、高CO2処理同様、新たに展開する葉の面積が縮小することを見いだしている。DIGラベルしたmiR396e/ssDNAをP6葉先端から吸引させると、1日間の吸引でP4葉まで到達することが確認された。P4葉では、miR396eのターゲットであるGrowth Regulating Factor(GRF)遺伝子10種類のうち3種類の発現が高CO2処理で大きく抑制される。DIG-miR396e/ssDNA吸引開始7時間後、高CO2処理同様、P4葉での3種類のGRF遺伝子の発現が特異的に抑制されることがわかり、外来miR396がP4葉で高CO2処理同様に作用することが明らかにされた。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Outgrowth of rice tillers requires availability of glutamine in the basal portions of shoots2018

    • 著者名/発表者名
      Miwa Ohashi, Keiki Ishiyama, Soichi Kojima, Noriyuki Konishi, Kazuhiro Sasaki, Mitsue Miyao, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya
    • 雑誌名

      Rice

      巻: 11 号: 1 ページ: 31-31

    • DOI

      10.1186/s12284-018-0225-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Low assimilation efficiency of photorespiratory ammonia in conifer leaves2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazawa Shin-Ichi、Nishiguchi Mitsuru、Futamura Norihiro、Yukawa Tomohisa、Miyao Mitsue、Maruyama Tsuyoshi Emilio、Kawahara Takayuki
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 131 号: 5 ページ: 789-802

    • DOI

      10.1007/s10265-018-1049-2

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Role of lipid transfer protein in the reduction of leaf blade size at elevated CO2 in rice2020

    • 著者名/発表者名
      Kim, Y., Takahashi, S. and Miyao, M.
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネの共発現ネットワーク解析:窒素応答制御因子の同定に向けて2020

    • 著者名/発表者名
      萩野勝己,金容賢,植田佳明,柳澤修一,永野惇,宮尾光恵
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 多品種トランスクリプトームを利用したイネにおける窒素条件を反映した転写制御ネットワークの解析2019

    • 著者名/発表者名
      植田佳明,門田幸二,手塚あゆみ,永野淳,金容賢,門脇太朗,宮尾光恵,柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高CO2環境を伝達するシグナルの探索:解析システムの開発と初発反応の解析2019

    • 著者名/発表者名
      金容賢,今野雅恵,宮尾光恵
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高CO2環境を伝達する長距離シグナル候補タンパク質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋すみれ,金容賢,宮尾光恵
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Nutrient uptake-based phenomics and transcriptomic analyses using diverse rice accessions2018

    • 著者名/発表者名
      Ueda, Y., Kadota, K., Tezuka, A., Nagano, A.J., Kadowaki, T., Miyao, M. and Yanagisawa, S.
    • 学会等名
      16th International Symposium on Rice Functional Genomics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネ8品種の窒素応答性の比較解析:生理特性とトランスクリプトームの比較2018

    • 著者名/発表者名
      門脇太朗、中島一博、金 容賢、植田佳明、柳澤修一、徳富(宮尾)光恵
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of OsmiR396 family in developing rice leaves at elevated CO22018

    • 著者名/発表者名
      Kim, Y. and Miyao-Tokutomi, M.
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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