2014 Fiscal Year Annual Research Report
陸上植物における光環境依存的な成長相転換機構の普遍性と多様性
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26291059
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
河内 孝之 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 植物発生 / 苔類ゼニゴケ / 成長相転換 / 植物環境応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物進化の基部に位置する苔類ゼニゴケを用いた分子遺伝学的な解析によって配偶体世代（半数体）における栄養成長相から生殖成長相への転換機構を目指す。また、この制御と胞子体世代が優占的な維管束植物における相転換機構と比較することによって、陸上植物の相転換の共通性や多様性を明らかにする。
配偶体世代における生長相転換において、シロイヌナズナで日長依存経路の因子として知られるGIおよびFKFの機能的保存性を調べた。ゼニゴケゲノムには、基本的なドメイン構造が保存されたGIおよびFKF1のオルソログMpGIとMpFKFが１コピーずつコードされていた。また、これらの遺伝子発現は概日リズムを示した。相同組換えによって、それぞれの遺伝子を破壊した変異体を作成した。これらの系統は、長日依存的な成長相転換が抑制された。また、GIおよびFKFを恒常的に発現する系統を作成したところ、短日条件でも成長相転換が観察された。ゼニゴケの成長相転換は長日条件と光質条件（実験室条件では遠赤色光の補光）によって促進される。遠赤色光の補光は、過剰発現株の短日条件での相転換表現型に必要であった。これらの結果から、GIおよびFKFが光周性相転換に必要かつ十分であること、ただし光質依存的な経路は独立に存在することが明らかになった。次に、酵母のTwo-hybridアッセイおよびin vivoの共免疫沈降実験によってGIとFKFが複合体を形成することが明らかになった。また、ゼニゴケGI遺伝子をシロイヌナズナのgi変異体に導入したところ、遅咲き表現型が部分的に相補され、GIタンパク質の機能が進化的に保存されていることが明らかになった。これらの結果から、GI-FKF1を介する相転換制御機構は、配偶体世代の相転換に機能すること、また、この制御が進化過程で胞子体世代の相転換に転用されたことが明らかになった。
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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
成長相転換における日長制御の部分に関していは論文として公表できた。また、光質制御の実体および入力系お統合因子の解析も着実に進展したため。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究は順調に進展しており、計画の変更や研究を実施する上で浮上した大きな問題はない。研究計画にそって研究を着実に進展させ、タイムリーな論文公表を行う。
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| Causes of Carryover |
3月の消耗品経費が予定よ少なめであったため
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の消耗品費用として有効に活用する。
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Research Products
(8 results)
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[Journal Article] Co-option of a photoperiodic growth-phase transition system during land plant evolution2014
Author(s)
Kubota, A., Kita, S., Ishizaki, K., Nishihama, R., Yamato, K. T. and Kohchi, T.
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Journal Title
Nature Comm.
Volume: 5
Pages: 3668
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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