2013 Fiscal Year Annual Research Report
イネ科植物の耐湿性に関わる通気組織形成メカニズムの解明
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12J05119
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
山内 卓樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(PD)
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| Keywords | イネ科植物 / 耐湿性 / 通気組織形成 / 活性酸素種 / レーザーマイクロダイセクション |
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| Research Abstract |
植物の組織を単離する技術であるレーザーマイクロダイセクション法によって誘導的通気組織形成過程のイネの根の各組織からRNAを抽出して遺伝子発現解析を行った。平成25年度は、活性酸素種の発生を担うRBOHをコードする遺伝子が皮層組織において特異的に発現誘導されることを明らかにした。
活性酸素種の除去を担うMetallothionein (MT)をコードする遺伝子をActnプロモーターによって過剰発現させたイネの形質転換体(pACT::MT)を作出し、通気組織形成能を評価した。pACT::MTの各系統の根の通気組織形成は野生型と有意な違いがみられなかった。そこで、より高いレベルでMT遺伝子を発現させることを目的として、UbiguitinプロモーターによってMT遺伝子を過剰発現させた系統の作出を行った。さらに、活性酸素種の発生に関わるRBOH遣伝子の機能破壊系統の作出も完了しており、平成26年度に通気組織形成能の評価を進める予定である。
蛍光顕微鏡下での蛍光タンパク質の観察に用いるため、活性酸素種の除去を担うMT遺伝子のプロモーターに赤色蛍光タンパク質RFPを連結したベクター、活性酸素種の発生を担う」昭囲置伝子のプロモーターに緑色蛍光タンパク質GFPを連結したベクターを用いてイネにおいて形質転換体の作出を行った。平成25年度は、これらの形質転換体の種子を得て、蛍光顕微鏡による観察を始める準備を整えた。一部の形質転換体については、形質転換当代(TO世代)においてGUS染色による発現解析を完了しており、誘導的通気組織形成過程の根においてこれらの遺伝子が発現することを確認した。
コムギの根の誘導的通気組織形成は、エチレンの前駆物質で処理することで促進され、活性酸素種の発生阻害剤で処理することで抑制されることから、イネやトウモロコシと同様の分子機構がコムギの根の誘導的通気組織形成に関与することを明らかにした。また、コムギを用いた研究の過程で、イネ科植物の根は過湿状態に応答して肥大することで、通気組織の面積をより広げることで過湿環境に適応するという植物の耐潟性に関わる新しい知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成25年度の研究実施計画に基づいておおむね順調に研究を進めている。また、本研究の核となる重要な課題であるイネ科植物における通気組織形成メカニズムの解明に関連する成果を国内外での学会発表や国際誌への論文発表によって当該分野の研究者に広く積極的に紹介できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究実施計画に沿っておおむね順詞に研究は進めているが、イネ科植物の通気組織形成メカニズムの解明という目的を達成するためには、これまでに進めてきたエチレンと活性酸素種による制御を介して形成される誘導的通気組織に加えて、イネなどの耐湿性の高い湿生植物にだけ観察され、根の発生過程において環境の影響を受けずに形成される恒常的通気組織にっいても、その形成メカニズムを明らかにすべきである。これまでの研究から、恒常的通気組織形成が誘導的通気組織形成とは異なる分子機構で制御されることが示唆されており、平成26年度は恒常的通気組織形成の分子機構の解析および形成に関与する遺伝子の同定についても取り組むことで通気組織形成メカニズムの包括的な理解の達成を目指す。
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Research Products
(5 results)
