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2021 年度 実施状況報告書

ストレス応答欠如による根の伸長阻害を回復した突然変異植物の遺伝子機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K05524
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

金 俊植  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (60769610)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードNOBIRO6 / TAF12 / 転写補因子 / 小胞体ストレス応答 / 根の伸長成長 / ストレス応答性成長制御
研究実績の概要

本研究は、三つのnobiro変異系統の原因変異と単離し、その分子生物学的メカニズムを解明することを目標とします。今年度では、①nobiro6の原因変異が転写補因子であるTAF12bの機能欠損であることを明らかにし、その分子メカニズムを究明した研究成果を国際原著論文として誌上発表しました。続いて②nobiro1に対するゲノム再解読を完遂し、原因変異の候補を獲得しました。また③nobiro9の交配分離集団を展開し、ゲノム再解読に必要な材料の準備を進めました。
①転写補因子であるTAF12bの機能に着目し、nobiro6とその親株であるbz1728の網羅的遺伝子発現解析を行いました。その結果、bz1728が示す過剰なストレス応答性遺伝子の発現が、nobiro6では大幅に軽減していることがわかりました。細胞実験系を通して、TAF12が植物の小胞体ストレス応答を助長することを明らかにしました。nobiro6では、bz1728変異により低下した小胞体の恒常性による過剰な小胞体ストレス応答を抑えることで、根の伸長成長への悪影響を軽減したことが示唆されました。
②nobiro1の原因変異の候補として、小胞体に局在する輸送タンパク質上のナンセンス変異が検出されました。
③nobiro9とbz1728間の戻り交配後の分離集団(BC1F2)を確保しました。表現型の分離比から、原因変異は単一劣勢遺伝因子であることが示唆されました。
このように、本研究は当初の研究計画に沿って順調な進捗を示しています。

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

上記概要で記載しました通り、本研究は当初の研究計画に沿って順調な進捗を示しています。

今後の研究の推進方策

既に解析を終えた①nobiro6の例を参考に、②nobiro1の原因変異を裏付ける遺伝解析を行います。明らかになった原因変異の性質の上、分子メカニズム究明に必要な網羅的遺伝子発現解析等を行います。また③nobiro9を対象とするゲノム再解読を行い、原因変異の候補を獲得します。

次年度使用額が生じた理由

想定以上に長引くコロナ禍による旅行制限のため、予定していた国内外の出張が叶いませんでした。発生した次年度使用額は、これから解除が見込まれる国内出張費に充てます。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] <i>Arabidopsis</I> TBP-ASSOCIATED FACTOR 12 ortholog NOBIRO6 controls root elongation with unfolded protein response cofactor activity2022

    • 著者名/発表者名
      Kim June-Sik、Sakamoto Yuki、Takahashi Fuminori、Shibata Michitaro、Urano Kaoru、Matsunaga Sachihiro、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko、Shinozaki Kazuo
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 ページ: e2120219119

    • DOI

      10.1073/pnas.2120219119

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 【土中の不思議】植物の最適な根の長さとは

    • URL

      https://news.mynavi.jp/techplus/article/20220315-2293617/

  • [備考] 理研などの研究グループ、環境変動に応じた植物の根の伸長調節に関わる遺伝子制御因子を発見

    • URL

      https://innoplex.org/archives/52486

  • [備考] 植物工場や都市型農業の生産性向上への貢献に期待

    • URL

      https://jp.techcrunch.com/2022/02/15/controls-root-elongation-with-unfolded-protein-response/

  • [備考] 最適な根の長さとは

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2022/20220209_1/index.html

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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