| 研究課題/領域番号 |
21K05520
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| 研究機関 | 関西学院大学 |
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研究代表者 |
宗景 ゆり 関西学院大学, 生命環境学部, 准教授 (30423247)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 細胞パターン形成 / C4植物 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、C4型細胞パターン形成の分子メカニズムを解明することを目的とする。細胞パターン形成における細胞分化マーカーとしてFbSCRを、オーキシン応答の指標遺伝子としてFbDOF1を使用した。
同定したC4種Flaveira bidentisのSCR遺伝子（FbSCR1およびFbSCR2）がシロイヌナズナのSCRのオーソログであるかどうかを確定させるために、シロイヌナズナscr-3変異株へFbSCR1またはFbSCR2遺伝子を導入して相補性試験を行った。FbSCR1導入株ではシュートおよび根の伸長が回復しており花茎の重力屈性も回復していた。一方、FbSCR2はシュートおよび根の伸長が部分的に回復していたものの完全ではなく、花茎の重力刺激に対する応答はscr-3と同様にみられなかった。これらの結果からこの二つの遺伝子はシロイヌナズナSCRのオーソログであるが、FbSCR2についてはアミノ酸配列の違いがシロイヌナズナにおいて相互作用因子との結合に影響を与えた可能性が考えられた。
また、C4種Flaveira bidentisにおいて同定したFbDOF1のシロイヌナズナオーソログを調べるため、シロイヌナズナにおいてFbDOF1と最も相同性の高いDOF型遺伝子のプロモーターにGUSレポーターを連結したコンストラクトを作成してシロイヌナズナに導入して、GUS染色により発現領域の解析を行ったところ、FbDOF1とは全く異なる発現パターンを示した。この結果より、DOF型遺伝子は、キク科Flaveria属とアブラナ科シロイヌナズナ間では大きく変化している可能性が考えられた。
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| 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
FlaveriaのSCR遺伝子についてシロイヌナズナ変異株を用いた相補性試験により、機能が確認されたため。DOF1についてはオーソログは見つかっていないが引き続き解析を進める予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
C4型細胞パターン形成を調べるために、SCRと同等の機能を有することが明らかになったFbSCR1のプロモーターGUSレポーター（pFbSCR1::GUS）株を用いて、葉の発達初期におけるSCRの発現パターンを解析する。FbSHRについてもpFbSHR::GUSをFlaveria bidentisに導入した株を作成してSHR遺伝子の発現パターンを解析する。これら2つの遺伝子はシロイヌナズナにおいて内皮細胞の分化に関わることが報告されており、葉においてSHRは維管束で発現し、SCRは維管束鞘細胞で発現する。これらの遺伝子の発現のタイミングをC4種Flaveria bidentisを用いて解析することで、C4の葉脈および維管束鞘細胞分化のタイミングを明らかにすることができると期待できる。
また、C4種Flaveria bidentis におけるFbDOF1::GUS導入株を用いて、人工オーキシンを添加した場合や、オーキシンの極性輸送を阻害した場合のオーキシン応答性をFbDOF1発現領域の観察により解析し、同時に葉脈の形成パターンの異常が起こるかどうかを解析する。また、pFbSCR1::GUS導入株およびpFbSHR::GUS導入株を用いてオーキシン応答性を解析し、発現パターンに異常がみられるかを解析する。これらの解析からオーキシンが葉脈形成時に与える影響を明らかにすることが期待できる。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
初年度に研究補助員を雇用できなかったため次年度に使用額が生じた。
使用計画としては、翌年度の助成金額と合わせて研究補助員を1名雇用して研究を遂行する。
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