2011 Fiscal Year Annual Research Report
作物全般に適応可能な分岐・矮性化・分化能を制御する転写因子の単離とその利用
Project/Area Number |
11J40109
|
Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
Principal Investigator |
樋口 美穂 (池田 美穂) 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 特別研究員(RPD)
|
Keywords | 矮性化 / 葉数・枝数 / 転写制御因子 / CRES-T法 / リプレッションドメイン / アクティベーションドメイン |
Research Abstract |
平成23年度は様々な有用作物全般において矮性化、枝数・葉数の増減を誘導することのできるコンストラクトの作成を目指して、研究を行った。 まず、既に草丈を低くする遺伝子、HR0444の機能を解析し、効率よく矮性化を誘導する方法を探索した。そもそも、HR0444は植物細胞の伸びを抑制することがわかっていたが、解析を進めた結果、細胞伸長を直接促進する遺伝子群、THINを同定、THINが2量体を形成して細胞伸長を促進するのに対して、THINとHR0444が結合した場合にはTHINの機能が阻害され、細胞が伸びなくなることを発見した。さ、らに、HR0444とTHINの結合を邪魔する因子PREを単離、THIN,HR0444,PREという3種類のbHLH(basic helix loop helix)転写制御因子が互いに結合し、機能を阻害し合うことで植物細胞の縦の伸びを制御していることを解明した。2因子間の拮抗阻害システムは既に動植物で報告されているが、3因子による拮抗阻害は概念的に新しく、重要な発見といえる。また、単離した3種類のTHINのCRES-Tコンストラクト(転写アクティベーターの機能を優性的に抑制する手法)が強い矮性形質を誘導することに加えて、プロモーターを改変した場合には、葉、茎、さや、花柄など特異的な組織を短くできることを発見した。この成果は今後、例えば「背は低いが葉のサイズは変化しない」など、より有用性な作物の作出に役立つと期待される。 一方で、枝数・葉数の増減の制御を行う遺伝子At2g36080についても解析を行い、本来のリプレッションドメインであるBRDを欠損させた遺伝子At2g36080.2に対して強力なリプレッションドメインSRDXを融合したAt2g36080.2SRDXがAt2g36080そのものよりも著しく葉の数を増加させる効果をもつこと、および、強力なアクティベーションドメィンVP16を融合したAt2g36080.2VP16は枝の数が増加させることを見いだした。この成果は、たとえば、葉野菜の葉を増やす、あるいは、切り花の枝数を増やすといった、それぞれの応用植物に適した有用形態の誘導に役立つものと思われる。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本プロジェクトにおいては矮性化・分岐制御などをターゲットとし、モデル植物シロイヌナズナにおいて重要な転写制御因子を同定、解析し、植物全般に共通のメカニズムに関与することを確認した後に、これをベースとして改変を加え、作物全般に同じ有用形質を付与することめできるコンストラクトを作成することを目的としている。本年度行ったHR0444の解析により明らかになった植物の細胞伸長制御システムについての知見や、改変型At2g36080による植物の形態変化誘導についての知見は、より合目的的に作物の形態を改変する技術の確立に役立つと期待されることから、本プロジェクトはおおむね順調に進展していると私は思う。
|
Strategy for Future Research Activity |
今後は引き続き、HR0444,At2g36080とその関連遺伝子についての解析、改変をすすめることで、より汎用的に、また、適切に作物の形を改変する技術の確立に努めたい。また、本年度は実験を行ったものの特に顕著な成果を得ることができなかった「植物細胞に再分化能を付与する機能をもつ転写制御因子を利用した新しい形質転換法の開発」については、本年度の結果を参考として、他の遺伝子の利用や、他のベクター系の利用なども視野に入れて、引き続き研究を遂行していく予定にしている。
|
Research Products
(4 results)