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2021 年度 実績報告書

微小管関連因子の網羅的解析による植物先端成長の方向性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06726
研究機関宮城大学

研究代表者

日渡 祐二  宮城大学, 食産業学群, 教授 (10373193)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード先端成長 / 微小管 / 微小管関連因子 / オーグミン / ヒメツリガネゴケ / スサビノリ / ライブイメージング
研究実績の概要

先端成長は細胞の一部分のみが伸長する成長様式で極性成長の典型例である。本研究では、ヒメツリガネゴケ原糸体およびスサビノリ糸状体の先端成長をモデル系に用いて、先端成長の方向性制御に作用する微小管組織化の分子機構の全体像を明らかにする。
(1)ヒメツリガネゴケ微小管生成因子オーグミント8(AUG8)の4重変異体は先端成長の伸長速度が低下し、伸長の方向性が異常になる。シロイヌナズナのAUG8は4グループ(EDE1、AT2G20815、AUG8、SCO3)存在するが、EDE1グループ、AT2G20815グループの遺伝子はヒメツリガネゴケ4重変異体の先端成長の表現型を部分的に相補した。一方、AUG8グループ、SCO3グループの遺伝子は4重変異体の表現型を相補しなかった。従って、シロイヌナズナのEDE1グループ、AT2G20815グループはヒメツリガネゴケAUG8と先端成長に対する機能が保存されていることがわかった。AIR9では、PpAIR9aの過剰発現により原糸体の先端成長の速度が低下することから、PpAIR9aは先端成長の伸長速度を制御することが示唆された。
(2)野生型の原糸体とは逆の重力屈性を示すヒメツリガネゴケ変異体gtr2、3の遺伝解析を行い、この表現型が後代に遺伝することを確認した。さらに、gtr2、gtr3ゲノムのリシーケンスを行い、原因遺伝子としてgtr2では13個、gtr3では16個の候補遺伝子を選抜した。gtr2変異体では、キネシンコードするKCHb遺伝子に変異が検出されており、先端成長の表現型から、原因遺伝子である可能性が高いと考えられた。
(3)スサビノリ糸状体の先端成長の解析系として、3D-ライブイメージング系を確立した。微小管破壊剤を用いたライブイメージングにより、スサビノリ糸状体の先端成長の方向性制御には微小管が必須であることがわかった。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [国際共同研究] Aberystwyth University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Aberystwyth University
  • [雑誌論文] Establishment of a live-imaging analysis for polarized growth of conchocelis in the multicellular red alga Neopyropia yezoensis.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiwatashi Y, Shimada M, Mikami K, Takada N.
    • 雑誌名

      Frontiers in plant science

      巻: 12 ページ: 716011

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.716011

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 紅藻スサビノリ糸状体の細胞成長と葉緑体動態のイメージング解析2021

    • 著者名/発表者名
      島田瑞穂、 高田凪紗、日渡祐二
    • 学会等名
      日本応用藻類学会第19回大会
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ重力屈性変異体gtrの表現型解析と原因遺伝子探索2021

    • 著者名/発表者名
      小針寛乃、逵ローレンスかおる、豊田敦、平川英樹、日渡祐二
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケ先端成長における微小管関連因子AIR9 の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      中村恵太、岩井香澄、平山桃菜、日渡祐二
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会
  • [学会発表] 微小管形成複合体オーグミンの植物特異的サブユニット AUG8 の遺伝子比較と機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      片岡拓海、室井大輝、日渡祐二
    • 学会等名
      東北植物学会第11回大会

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公開日: 2022-12-28  

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