植物油脂貯蔵制御因子の全自動生物発光連続モニタリングを使った網羅的な遺伝学的同定

• 研究課題/領域番号: 23380057
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 中村 研三 中部大学, 応用生物学部, 教授 (80164292)
• 研究分担者: 石浦 正寛 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円); 2012年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円); 2011年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
• キーワード: 種子成熟 / 種子発芽 / 油脂貯蔵 / 突然変異株 / 発光レポーター / 次世代シーケンサー / 植物種子 / 油脂 / 遺伝子発現抑制 / ルシフェラーゼ発光 / オレオシン / 突然変異体 / 次世代シーケンサ

研究成果の概要

植物の油脂の合成や貯蔵に重要な役割の担う遺伝子の発現をLUCレポーターの発光でモニターできるシロイヌナズナ植物を作り、自動連続発光モニター装置を使って数十万の植物をスクリーニングした。これらレポーターの発現が異常になった多数の突然変異株を分離し、T-DNAタグや次世代DNAシーケンサーによるゲノム解析を使って突然変異の原因遺伝子の同定を進めた。その結果、油脂合成酵素遺伝子の発現を活性化する因子に加え、種子での油脂貯蔵に関わる遺伝子の発芽後の発現抑制に関わるこれまで知られていなかった因子を見出すことが出来た。

研究成果

• [雑誌論文] Wound-induced expression of DEFECTIVE IN ANTHER DEHISCENCEI and DAD1-like lipase genes is mediated by both C ORONATINE INSENSITIVE1-dependent and independent pathways in Arabidopsis thaliana. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ruduś, I. ら12名
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 巻: 33(印刷中) 号: 6 ページ: 849-860
  • DOI: 10.1007/s00299-013-1561-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] A duplicated NUCLEOLIN gene in Arabidopsis (AtNUC2) is required for rDNA methylation and organization of silent 45S rRNA genes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Durut, N., Abou-Ellail, M., Pontvianne, F., Comella, P., Chandra Das., S, Kojima, H., Ukai, S., DeBures, A., Echeverria, M., Bouvet, P., Nakamura, K. and Saez-Vasquez, J.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 26 号: 3 ページ: 1330-1344
  • DOI: 10.1105/tpc.114.123893
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development and disintegration of tapetum-specific lipid-accumulating organelles, elaioplasts and tapetosomes, in Arabidopsis thaliana and Brassica napus (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, Toshiya
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 207 ページ: 25-36
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2013.02.008
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transgenic sweet potato expressing thionin from barley gives resistance to black rot disease caused by Ceratosystis fimbriata in leaves and storage roots. (2012)
  • 著者名/発表者名: Muramoto, N., ら10名
  • 雑誌名: Plant Gell Rep. 巻: 31 号: 6 ページ: 987-997
  • DOI: 10.1007/s00299-011-1217-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-dependent generation and transmission of time information by the KaiABC circadian clock oscillator through SasA-KaiC interaction in cyanobacteria. (2012)
  • 著者名/発表者名: Valencia S, J, et al
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 17 号: 5 ページ: 398-419
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01597.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The roles of the dimeric and tetrameric structures of the clock protein KaiB in the generation of circadian oscillations in cyanobacteria (2012)
  • 著者名/発表者名: Murakami R, Mutoh R, Iwase R, Furukawa Y, Imada K, Onai K, Morishita M, Yasui S, Ishii K, Valencia Swain JO, Uzumaki T, Namba K, Ishiura M.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 巻: 287 号: 35 ページ: 29506-29515
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.349092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aquaporin AqpZ is involved in cell volume regulation and sensitivity to osmotic stress in Synechocystis sp. strain PCC 6803. (2012)
  • 著者名/発表者名: Akai, M.
  • 雑誌名: J Bacteriol 巻: 194 号: 24 ページ: 6828-6836
  • DOI: 10.1128/jb.01665-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutations in MYB3R1 and MYB3R4 cause pleiotropic developmental defects and preferential down-regulation of multiple G2/M-specific genes in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Haga, N., ら11名
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 157 号: 2 ページ: 706-717
  • DOI: 10.1104/pp.111.180836
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナにおける種子成熟遺伝子の発芽後の発現抑制に関わる新規因子の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙、鈴木孝征、小内清、前尾健一郎、石浦正寛、東山哲也、中村研三
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナ種子油脂合成遺伝子AtDGAT1の発現活性化に関わる因子の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙、伊藤節嗣、橋本実佳、前尾健一郎、中村研三
  • 学会等名: 第27回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 静岡市産学交流センター
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-29
• [学会発表] 種子成熟遺伝子の発芽後の発現抑制を制御する因子の網羅的スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙、鈴木孝征、小内清、前尾健一郎、石浦正寛、東山哲也、中村研三
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] 発光レポーターを使った種子成熟遺伝子の発芽後抑制に異常を示すシロイヌナズナ変異株の 網羅的スクリーニング (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙、小内清、前尾健一郎、石浦正寛、中村研三
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] 種子成熟遺伝子の発現におけるB3 転写因子HSI2とHSL1の機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙、鵜飼聖子、御堂育子、塚越啓央、石浦正寛、中村研三
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] 高速シーケンサーを用いたシロイヌナズナ変異株の原因遺伝子同定システム Mitsucal の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木孝征ら9名
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] シロイヌナズナ種子油脂合成遺伝子の発現活性化に係わるDREBサブファミリー転写因子 (2013)
  • 著者名/発表者名: 伊藤節嗣ら5名
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 発光レポーターを使用した種子成熟プログラム抑制機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 河合都妙ら計8名
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] シロイヌナズナ種子油脂合成系遺伝子の新奇活性化因子の遺伝学的同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 橋本実佳
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] シロイヌナズナB3因子HSI2、HSL1による種子成熟プログラムの抑制機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鵜飼聖子
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学(京都市)
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] WRI1 サブファミリーデュアルAP2 ドメイン転写因子の脂肪酸合成制御における役割分担 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅野翔一ら計7名
  • 学会等名: 第３５回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [学会発表] Transcriptional control of seed oil accumulation in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K.
  • 学会等名: International Symposiumu on Recent Advances in Plant Biotechnology
  • 発表場所: Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Viet Nam
  • 招待講演
• [学会発表] Large scale screenings of Arabidopsis seed oil mutant by using bioluminescence monitoring system (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T.
  • 学会等名: The 4th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Univ.Hong Kong (Hong Kong)
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Repression of genes involed in seed oil accumulation after seed germination (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, K.
  • 学会等名: The 4th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Univ.Hong Kong (Honh Kong)
  • 年月日: 2011-12-03