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ミヤコグサを用いたこれまでの研究により、根への硝酸添加によって葉で発現が誘導される新規ペプチド遺伝子を同定している。今年度は各種硝酸応答変異体を用いて、かつ、栽培条件を細分化してRNA-seq解析を行った。その結果、新規ペプチド遺伝子のホモログのいくつかも根への硝酸添加によって葉で発現が誘導されることが判明した。
また、2つのミヤコグサNLP転写因子LjNLP4およびLjNLP1に着目した解析を行った。硝酸を与えたLjnlp4、Ljnlp1、Ljnlp4 Ljnlp1変異体の根を用いてRNA-seq解析を行ったところ、根における硝酸による遺伝子発現誘導のほぼ全てはLjNLP4とLjNLP1によって制御されていることが判明した。ミヤコグサゲノム中には LjNLP4、LjNLP1 の他に機能未知の3つのNLP転写因子が存在する。これらのNLP転写因子の機能を明らかにするために、CRISPR-Cas9によりノックアウト個体を作成した。機能未知の3つのミヤコグサNLPについて、単一の変異では根粒形成や硝酸応答に関わる顕著な表現型が見られなかった。その一方で、Ljnlp4、Ljnlp1変異を加えたnlp 5重変異体は特徴的な表現型がみられた。さらに、ミヤコグサの硝酸トランスポーターLjNRT2.1の変異体の表現型解析を行い、Ljnrt2.1変異体では高濃度の硝酸存在下でも根粒を形成することを明らかにした。また変異体を用いた遺伝子発現解析により、LjNRT2.1の発現はLjNLP1によって制御されている可能性を示唆する結果が得られた。
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