| 研究課題/領域番号 |
16H06187
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
三輪 京子 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (50570587)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | ホウ素 / シロイヌナズナ / 変異株 / 欠乏耐性 |
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| 研究実績の概要 |
肥沃度の低い土壌環境での持続的な植物生産には、成長に必要な無機栄養の要求量を低下させた植物の開発が重要である。本研究では、植物の必須元素のホウ素を対象とし、植物個体のホウ素要求量を低下させる遺伝子変異の同定を目的とした。シロイヌナズナホウ酸輸送体機能欠損株bor1-1に変異を導入し、「地上部ホウ素濃度は低下したままであるが成長が回復した」ホウ素要求量が低下した抑圧変異株を先行研究で単離し、すでに6株の変異の原因遺伝子を同定した。引き続き、抑圧変異株の原因遺伝子の解析を進めた。
抑圧変異株#156の原因変異の解析では、変異の候補遺伝子を2遺伝子に絞り込んだ。候補遺伝子のT-DNA挿入株を取得し、bor1-1との交配を行い、遺伝子証明に向けた材料の確立を進めた。新規の原因遺伝子の同定が期待された。
原因遺伝子が機能未知の糖転移酵素と予想された株に対しては、解析のための植物確立を進めた。タンパク質の細胞内局在解析のために、GFPを融合させたタンパク質を発現する系統の作出をしたところ、N末融合、C末融合の双方の場合で変異体の機能相補が認められず、融合方法の検討が必要であることが明らかになった。また、遺伝子の機能解析のため過剰発現体の作出を行い、系統の確立を進め、細胞壁分析の準備を進めた。
抑圧変異株#55については、原因変異が翻訳伸長因子の活性化酵素遺伝子の変異であることを先に明らかにした。変異株で翻訳量が変化している遺伝子を明らかにするため、低濃度ホウ素条件および十分条件での網羅的な翻訳量解析を開始した。ポリソーム解析を行ったところ、翻訳全体のパターンがbor1-1と比較し、変異株＃55で大きく変化しないことが観察された。またリボソームプロファイリングのライブラリー調製を行った。網羅的な翻訳量比較によって、ホウ素要求量低下に寄与する遺伝子群の同定が期待された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画に沿って、抑圧変異株の原因変異の同定を進め、1株の原因遺伝子の候補の絞り込みに至った。候補遺伝子はこれまで解析を実施した変異株の原因遺伝子とは異なり、新規の原因変異の同定が期待された。また、原因遺伝子が同定された変異株では、細胞内局在および細胞壁分析を通じた機能解析を進めるための植物の系統確立を進めた。翻訳に関する酵素遺伝子が原因であった変異株に対しては、網羅的な翻訳量解析の実験を新規に開始し、リボソームプロファイリングによるデータ取得のため実験を進めた。
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| 今後の研究の推進方策 |
ホウ素要求量が低下した分子機構の解明を目指し、各変異株に対して解析を継続して進める。原因遺伝子が絞り込まれた変異株については、bor1-1背景のT-DNA挿入株の確立を行い、原因変異を同定する。糖転移酵素の機能低下・欠損が原因である変異体に対しては、作出した過剰発現体を含めて、ホウ素の作用点である細胞壁に焦点を当てて解析を進める。翻訳に関する酵素遺伝子が原因であった変異株に対しては、低濃度ホウ素条件および十分条件で翻訳量データを取得し、解析を実施する。変異株における翻訳量変化を明らかにし、ホウ素要求量低下に関わる遺伝子群の同定を進める。また、本酵素遺伝子の植物での機能に対しても解析を行う。
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