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2022 年度 実施状況報告書

小胞輸送の制御因子LjSYP132sの根粒形成および種子形成の機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K05327
研究機関香川大学

研究代表者

野村 美加  香川大学, 農学部, 教授 (50294749)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードSNARE / legume / LjSYP132 / スプライスバリアント
研究実績の概要

根粒菌がマメ科植物に感染すると根粒器官を形成し、共生窒素固定を行う。申請者は、根粒形成・窒素固定形成のための膜輸送に関与するLjSYP132sは、選択的スプライシングによりスプライスバリアント(LjSYP132aとLjSYP132bと名付けた)を生産し、LjSYP132aは感染糸からシンビオゾームへ到達する根粒形成メカニズムに、LjSYP132bは花粉管が伸長して受精の場へ到達する種子形成メカニズムに関与していることを見出した。
本申請課題では、LjSYP132sのスプライスバリアントに着目し、それぞれの細胞内局在性と機能相補性を調べ、選択的スプライシングに重要なシス領域を決定することで未だその制御機構が不明な選択的スプライシングの実体についてその全容を解明することを目標としている。根粒形成と花粉管伸長の共通性が明らかになれば、根粒形成メカニズムの進化のルーツを解き明かすことができると期待される。
本研究では、マメ科植物ミヤコグサのSNAREタンパク質であるLjSYP132sに着目し、1)スプライスバリアントの発現局在性、2)機能相補性、3)スプライシングに必要なシス領域、を明らかにすることを計画していた。本年度は、1)2)について計画通り行った。その結果LjSYP132bの発現抑制がLjSYP132aの発現を誘導することが明らかとなった。この制御機構は当初予測していた発現制御機構では無かったため次年度は3)について計画通り進行するのでは無く、今年度作成できたLjSYP132bLORE1変異体のホモ個体について解析を行い、最終年度はその制御機構について調べる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

LjSYP132aとLjSYP132bの発現は独立していると予想していたが、本研究結果からLjSYP132bの発現抑制によってLjSYP132aが誘導することが明らかとなった。そのため局在性を調べるために作成したFLAG-タグを付加したLjSYP132aとLjSYP132bコンストラクトは、過剰発現体コンストラクトであったため2つの遺伝子の細胞内表現に変化は見られなかった。しかし過剰発現体は根粒形成が十分に発達しないことが明らかとなった。以上のように予想外の結果であったが、スプライスバリアントLjSYP132aとLjSYP132bの発現調整メカニズムが明確に証明できた。

今後の研究の推進方策

LjSYP132bの発現を特異的に抑制させたLORE1変異体ホモ個体種子を得ることができたのでこの種子を利用して表現型解析、発現解析を行っていく予定である。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2022

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [学会発表] Expression and localization of SNARE genes, LjSYP132a and LjSYP132b in Lotus japonicus nodule2022

    • 著者名/発表者名
      Kotona Hatano, Haruka Uetsuji, Issei Takahashi, Naoki Yamaji, Jian Feng Ma, Mitutaka Fukudome, Mika Nomura
    • 学会等名
      Kagawa International Forum on Advanced Genomics Environmental and Resource Genomics and Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of iron for the growth and symbiosis in Lotus japonicus nodule2022

    • 著者名/発表者名
      Nanami Kuwahara, Mitutaka Fukudome, Mika Nomura
    • 学会等名
      Kagawa International Forum on Advanced Genomics Environmental and Resource Genomics and Life Sciences
    • 国際学会
  • [学会発表] 微生物資材「ゆめバイオ」が畑作物の生育及び収量に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      安井博昭, 諸隈正裕, 野村美加, 水田圭祐, 豊田正範, 堀口亨平, 横山正
    • 学会等名
      作物学会関西支部
  • [学会発表] 鉄濃度変化がミヤコグサ根粒形成と側根形成に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      桑原七実,福留光挙,野村美加
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会関西支部会

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公開日: 2023-12-25  

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