研究課題
動物が中枢神経系による一元的な情報処理によって個体統御をおこなうのに対して、植物は各細胞が局所的な応答するとともに、維管束を介した長距離シグナル伝達機構を発達させ、それらの総体として個体を統御している。本研究では、植物の土壌中無機栄養欠乏に応答した全身的な無機栄養取り込み制御に関わる分子実体を明らかにすることで、植物特有の長距離シグナル伝達機構の解明を目的として研究を進めている。とくに無機栄養のなかでも重要な元素の１つであるリンの欠乏応答に着目して解析している。今年度は、シロイヌナズナのSplit-root systemを用いたリン欠乏培養によって、植物の根の一部がリン欠乏を感知すると、全身的な情報伝達制御を介して、局所的なリン欠乏を相補するような遺伝子発現変動により、地上部の成長を一定に保つようなシステムが働くことを明らかにした。つまり、Split-rootリン欠乏培養により、一部の根がリン欠乏にさらされても、地上部の生育は、十分にリンが存在する培地下で生育させた時と変わらなかった。同時に、Split-root リン欠乏培養時の根におけるトランスクリプトーム解析から、網羅的な遺伝子発現変動を明らかにすることができ、長距離シグナルに関わることが期待される幾つかの因子を抽出した。現在、これら候補因子の変異体をもちいたリン欠乏応答マーカー遺伝子の発現変動についてqPCR解析中である。また、シロイヌナズナを用いた根圧を利用した胚軸切断による道菅液の採集の条件検討をおこなった。
3: やや遅れている
当初の目的であるリン欠乏に応答した長距離シグナル制御機構の解明と、その情報伝達関わる因子を単離するため、Split-root systemを用いたリン欠乏培養時の根におけるトランスクリプトーム解析を実施した。この結果によって、リン欠乏に応答した網羅的な遺伝子発現変動について明らかにすることができ、長距離シグナルに関わることが期待される幾つかの候補因子を抽出することができた。一方で、リンのトランスポーター発現制御を指標にしたスクリーニングは、条件検討段階に留まっている。
Split-root systemを用いたリン欠乏培養時の根におけるトランスクリプトーム解析から抽出してきた、長距離シグナルに関わることが期待される幾つかの候補因子について機能解析を進め、リン欠乏時の長距離シグナルにおける役割について明らかにする。また、根圧を利用した胚軸切断によって採集した道菅液のMS解析による移動性分子の同定や、リンのトランスポーター発現制御を指標にしたスクリーニングを実施する。
今年度は、リンのトランスポーター発現制御を指標にしたスクリーニングが条件検討段階にとどまったため、実際にスクリーニングを行う費用次年度に繰り越すこととした。
リンのトランスポーターの発現制御を指標としたスクリーニング実施のために必要な消耗品類（ルシフェラーゼ、アッセイ用プレート、分注用機器など）の購入費に充てる予定である。
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