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2011 年度 実績報告書

植物の茎伸長過程におけるサーモスペルミンの作用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22370021
研究機関岡山大学

研究代表者

高橋 卓  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (20271710)

研究分担者 本瀬 宏康  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (70342863)
キーワードシロイヌナズナ / ポリアミン / 発生・分化 / 突然変異 / 分子遺伝学 / 遺伝子発現
研究概要

シロイヌナズナの茎の伸長に著しい欠損を示す矮性変異株acl5の原因遺伝子は,サーモスペルミン合成酵素をコードする。本研究では,サーモスペルミンがどのように茎の伸長を制御しているのか,その作用機構の解明を目指す。具体的にはacl5変異株を出発材料に,その表現型が回復したサプレッサー変異株sac51の解析から明らかになりつつある,SAC51遺伝子の翻訳調飾におけるサーモスペルミンの作用,acl5変異株において外的なサーモスペルミンに応答する遺伝子の同定,コケ植物におけるACL5相同遺伝子の機能に関する研究をそれぞれすすめた。今年度の主要な結果は以下のとおりである。
1)acl5に対するサプレッサー変異株の分子遺伝学的解析
新たに単離したacl5変異に対するサプレッサー変異株sac57,59,501,503,504について,遺伝解析をすすめ,次世代シーケンサーによるゲノム配列の解読を行った結果,原因遺伝子の候補を絞り込むことができた。
2)植物界におけるサーモスペルミンの分布
裸子植物(イチョウ),シダ植物(オシダ)に加え,緑藻(クラミドモナス),褐藻(ヒジキ),紅藻(シアニジウム),卵菌(ジャガイモ疫病菌)について,HPLCによるポリアミン分析を行い,それぞれからサーモスペルミンが検出されることを明らかにした。
3)コケACL5相同遺伝子の解析
ヒメツリガネゴケにある3つのACL5相同遺伝子ACL5A,B,Cについて,相同組換えによる各遺伝子の破壊株の作成を進めた。

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

acl5に対するサプレッサー変異株の分子遺伝学的解析について,次世代シーケンサーによるゲノム解読が予定したとおり進み,原因遺伝子の候補が絞られつつあることから,順調な進展と判断した。サーモスペルミンとオーキシンの相反作用に関する論文,サーモスペルミンの植物界における分布,その機能と作用機構に関する総説も公表でき,成果発表も滞りなく行えた,

今後の研究の推進方策

試験管内無細胞タンパク合成系において,サーモスペルミンによる翻訳促進効果を検証する実験に注力する。サプレッサー変異株の分子遺伝学的解析については,植物の形質転換による相補実験と遺伝子の機能解析をすすめる。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] A chemical biology approach reveals an opposite action between thermospermine and auxin in xylem development in Arabidopsis thaliana2012

    • 著者名/発表者名
      K. Yoshimoto, Y. Noutoshi, K. Hayashi, K. Shirasu, T. Takahashi and H. Motose
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 53 ページ: 635-645

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermospermine is not a minor polyamine in the plant kingdom2012

    • 著者名/発表者名
      A. Takano, J.-I. Kakehi and T. Takahashi
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 53 ページ: 606-616

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs019

    • 査読あり
  • [学会発表] Functional analysis of thermospermine in the translational control of SAC51, a key regulator of stem growth in Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      石塚壮一
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-15
  • [学会発表] 植物の茎の伸長制御におけるサーモスペルミンの働き2011

    • 著者名/発表者名
      高橋卓
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] ヒメツリガネゴケにおけるシロイヌナズナACL5類似遺伝子の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      懸樋潤一
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス
    • 年月日
      2011-09-19
  • [学会発表] Analyses of the effect of exogenous polyamines on the stem growth of Arabidopsis thaliana2011

    • 著者名/発表者名
      J.-I.Kakehi, et al
    • 学会等名
      22nd International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      Madison, WI, USA
    • 年月日
      2011-06-24

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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