2023 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on the molecular mechanisms and evolution of the generation and transmission of action potential in plants
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21H04978
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
長谷部 光泰 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
瀬上 紹嗣 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (00765935)
豊田 正嗣 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (90714402)
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| Project Period (FY) |
2021-05-18 – 2028-03-31
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| Keywords | 活動電位 / 食虫植物 / オジギソウ / モウセンゴケ / ハエトリソウ / カルシウムイオン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1)センサーラインの作成：モウセンゴケでpHusion、ClopHensorNラインが完成した。２）チャネルロドプシン解析：モウセンゴケにおいてACR1-eYFPとjRCaMP1a、XXM-eYFPとjRGECO1a、ハエトリソウについて、XXM-eYFPとjRGECO1aを導入した形質転換ラインを得た。３）遺伝子破壊：[モウセンゴケ]single cell transcriptome解析は核単離が困難だったため、触毛の頭部、柄、基部のRNA-seq解析を行った。顕微鏡観察に適したアントシアニン欠損（AF）野生型のゲノムリシーケンスを完了、AF野生型標準株とした。MSL10, CNGC15、GLR3.6、TPK1、AHA2a、AHA2の遺伝子破壊体を作出した。[ハエトリソウ]MSL10破壊株において、Ca2+動態を調べた結果、野生型より機械刺激感受性が低下していること、活動電位の発生確率が下がることがわかった。４）局在解析実験：細胞膜局在マーカーラインを確立した。自己プロモーター::遺伝子cDNA-mClover3遺伝子の形質転換実験を行っている。５）オジギソウの解析：MSL10、GLR、AS/LOB遺伝子破壊体などの解析から、MSL10とGLRが正常な活動電位とCa2+波の発生に必要であること、MSL10が機械刺激受容体として機能していることがわかった。さらに、AS/LOB遺伝子がMSL10とGLRを正に制御していることがわかった。６）電気生理学的解析、誘導実験系、相互作用因子解析、オルソログ遺伝子のシロイヌナズナでの機能解析、多様性解析：モウセンゴケ、ハエトリソウ、オジギソウにおいて、細胞内電極挿入による電気生理実験手法をほぼ確立し、Ca2+波と活動電位の同時測定を開始した。また、ハエトリソウにおいて、細胞破壊実験によって、活動電位発生細胞を特定することに成功した。
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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
一部実験の遅れが見られるが、来年度早々に完了予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初予定どおりに研究を遂行する。
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Research Products
(14 results)
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[Presentation] Multiple cytosolic calcium waves with different dynamics used in trapping hairs of carnivorous sundew Drosera rotundifolia2023
Author(s)
Segami, S., Kondo, M., Matsuda, R., Zhang, L., Ochiai, T., Chen, P., Ohi, S., Suda, H., Toyota, M., and Hasebe, M.
Organizer
Taiwan-Japan Plant Biology 2023
Int'l Joint Research
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