| 研究実績の概要 |
植物の根毛は、根圏土壌との相互作用において重要な役割を果たす。本研究では、根毛形成を制御するMYB転写因子CPCファミリーの機能を解析し、根毛機能強化を目指した基礎研究を展開する。我々はこれまでにCPCの重要な機能として、細胞間移行すること等を明らかにしてきた。さらにCPCファミリーには、タンパク質分解が早いものとそうでないものがあることを見出した。そこでタンパク質分解に重要なアミノ酸モチーフの特定を試みた。また、リン酸欠乏応答による根毛増加へのCPCファミリー遺伝子の関与を検証し、根毛発生制御モデルの構築を検討している。また、これらの実験結果の栽培植物への応用を目指し、トマトのCPCオーソログの解析も進めている。
アミノ酸配列の比較により、シロイヌナズナのCPCファミリーのうちタンパク質分解が早いTRYとETC2は、他のホモログ（CPC, ETC1, CPL3）に比べて長いC末端配列を持つことがわかった。この長いC末端配列がタンパク質分解に関与しているかどうかを検証するために、TRY及びETC2のC末端配列を取り除いたDNAコンストラクト、あるいはCPCやETC1にこのC末端配列を付加したDNAコンストラクトを作製した。すでにCPC::TRYΔC:GFP, CPC::ETC2ΔC:GFP, CPC::CPC:CTRY:GFP, CPC::ETC1:CTRY:GFPのDNAコンストラクトを作製、シロイヌナズナに形質転換済みである。当初の予定どおり各１０ラインのホモライン確立を目指し、根毛形成への影響及びGFP融合タンパク質の安定性の解析を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
シロイヌナズナのCPCファミリータンパク質の分解機構については、引き続き解析を進める。また、分解機構に関与する、TRY及びETC2タンパク質のC末端アミノ酸のリン酸化の機構についても解析したいと考えている。
リン酸欠乏培地で育て、根毛数が増加したシロイヌナズナにおける、CPCファミリー（CPC, TRY, ETC1, ETC2, CPL3）および根毛形成制御関連遺伝子群（WER, GL3, EGL3, GL2等）の発現を、Real-Time PCRにより解析する。また、リン酸欠乏条件でのCPCファミリーpromoter::GUS発現（CPC::GUS, TRY::GUS, ETC1::GUS, ETC2::GUS, CPL3::GUS形質転換体は既に作出）を詳細に観察し、組織特異的な影響についても解析する。
cpc突然変異体あるいは過剰発現体（35S::CPC）のリン酸欠乏応答について、根毛形成関連遺伝子の発現、および根毛数の増減を中心とした表現型の変化を指標に解析し、CPCによる根毛形成機構がリン酸シグナルの下流に位置するものかどうかさらに確認する。
申請者らがCPCを過剰発現したトマト形質転換体を作出したところ、シロイヌナズナに見られたような根毛数の増加は観察されなかった（Tominaga PLoS ONE 2014; Pant Signal. Behav.2015）。シロイヌナズナの遺伝子は、トマトの根毛形成に関しては機能しない可能性がある。そこで、SlTRYおよび上記で単離したトマト新規遺伝子をトマト自身に形質転換し、実際にトマトではどのような機能を持つか明らかにする。
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