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2019 年度 実績報告書

「エキソンの組合せ制御」を介した植物の無機栄養応答の検証

研究課題

研究課題/領域番号 16K18667
研究機関佐賀大学

研究代表者

西田 翔  佐賀大学, 農学部, 准教授 (40647781)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
キーワード植物栄養 / 選択的スプライシング / カリウム / 転写因子
研究実績の概要

これまでに、シロイヌナズナ由来の転写因子遺伝子であるMYB59から、エキソン構造の調節により2種類のORF(MYB59α, MYB59β)が生成され、低カリウム(K)条件下では根におけるMYB59αの存在量が増加し、MYB59βの存在量が減少することを見出してきた。昨年度には、MYB59の欠損変異体においてMYB59αまたはMYB59βを発現させた形質転換体を用いた実験から、低Kで増加するMYB59αは低カリウム耐性に必要であり、MYB59βは低K耐性には必要ではないことを示した。今年度、これらの形質転換体を用いた解析から、MYB59αはK輸送体遺伝子NPF7.3の転写活性を有し、一方MYB59βはNPF7.3の転写活性を持たないことが示された。これらのことから、低K条件に応答してMYB59のエキソン構造が変化することでMYB59αの存在量が増加し、MYB59αによりNPF7.3が転写されることで、地上部にKが供給されることが明らかとなった。
MYB59αの存在量は低Kで増加する。しかしMYB59αとMYB59βのトータルの転写量は低K条件に応答して低下することがわかった。またNPF7.3とともに地上部へのK輸送を担うSKORの転写量も低K条件下で低下した。一方、根にKを吸収する輸送体遺伝子や根にKを集積するための遺伝子の発現は低K条件に応答して有意に増加した。これらの結果は、低K条件においては地上部へのK輸送に関わるMYB59やSKORの転写を抑制し、根にKを吸収あるいは集積する遺伝子の転写を促進することで、根にKを留める応答が転写レベルで起きていることが示唆された。そして、MYB59は転写レベルでは抑制されるもののエキソン構造調節によりMYB59αの存在量は増加するため、NPF7.3の発現が誘導され、地上部へのK供給不足が起きない仕組みになっていると考えられた。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] 大規模塩基配列解析技術を利用した植物の低栄養条件に対する適応機構の研究2019

    • 著者名/発表者名
      西田 翔
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 90 ページ: 347~348

    • DOI

      doi.org/10.20710/dojo.90.5_347

    • 査読あり
  • [学会発表] 植物の栄養環境に応じた伝令RNAの構造調節2019

    • 著者名/発表者名
      西田 翔
    • 学会等名
      第11回農芸化学の未来開拓セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模塩基配列解析技術を利用した植物の低栄養条件に対する適応機構の研究2019

    • 著者名/発表者名
      西田 翔
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 植物の低窒素応答におけるTrans-Acting siRNA3の関与2019

    • 著者名/発表者名
      西田 翔
    • 学会等名
      第五回植物の栄養研究会

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公開日: 2021-01-27  

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