Studies on the molecular mechanisms and evolution of the generation and transmission of action potential in plants

植物动作电位产生与传递的分子机制及演化研究

基本信息

批准号：
21H04783
负责人：
長谷部光泰
金额：
$ 27.04万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケを用いて、活動電位発生と伝搬を担う因子を探索し、それらのイオン透過性などの分子特性、局在を解析するとともに、シロイヌナズナ相同因子の機能解析を行い、植物に普遍的な活動電位発生と伝達メカニズムの基盤を解明し、4種の比較から適応進化の遺伝的背景を推定することを目的として研究を行った。1）電気生理学実験系の確立：本研究の主目的である活動電位の計測を行うための電気生理学実験設備、浸透圧計を設置した。２）形質転換実験体制の確立：効率的に形質転換が行えるように、オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケ、シロイヌナズナについて、形質転換パイプラインの作成を開始し、オジギソウについて完了した。３）センサーラインの確立：オジギソウ、ハエトリソウ、モウセンゴケについて、生体内で活動電位発生伝搬に関わると考えられる遺伝子候補の探索を行った。４）チャネルロドプシンを用いた細胞内イオン濃度変化と活動電位伝搬速度解析：Ca2+透過性チャネルロドプシンをハエトリソウ、モウセンゴケに導入するためのコンストラクトを作成した。５）活動電位発生伝搬候補遺伝子の探索:［オジギソウ］オジギソウのaslob機能喪失体と野生型とのトランスクリプトーム比較から、活動電位発生伝搬関連因子候補を特定した。［ハエトリソウ］ハエトリソウの感覚毛トランスクリプトームデータ、発生過程のトランスクリプトーム比較から、活動電位発生伝搬関連因子候補を決めた。［モウセンゴケ］シングルセルトランスクリプトーム解析のための核単離の予備実験を行った。6）CRISPR/Cas9法による遺伝子機能喪失変異体の作出のためのコンストラクト作成を開始した。

在这项研究中，我们使用ROE，FLIES和ROE MOSS来寻找负责动作电位产生和传播的因素，分析了它们的分子特征，例如离子渗透性和定位，以及拟南芥同源因素的功能分析，阐明了与植物相比，概述的基础和传播机制的基础，该基础是依靠工厂和传播机制的基础。这四个物种。 1）建立电生理实验系统：安装电生理实验设备和操作仪以测量动作电位，这是本研究的主要目标。 2）建立转换实验系统：为了实现有效的转化，我们开始为窦ROE，窦ROE，鼻窦苔藓和拟南芥创建转换管道，并完成了窦ROE的转化管道。 3）建立传感器线：我们搜索了被认为参与生命机构中的动作潜力的产生和传播的基因候选者，用于sl，苍蝇和摩萨利群岛。 4）使用ChannelRhopopsin：创建了用于将Ca2+可渗透通道Rhopopsin引入FlyCatcher和Mossus Moss的构造的细胞内离子浓度变化和动作电位传播速度分析：创建了一种构建体。 5）寻找候选基因以传播动作电位：[黑色糖浆] aslob损失类型的身体与[黑色糖浆的野生型体之间的转录组比较]，确定了传播动作电位的候选因素。 [飞行悲伤]与动作潜在产生和传播相关的潜在因素是根据感觉毛发转录组数据和捕蝇器发育过程的转录组比较确定的。 [Mushwassia]进行了单细胞转录组分析的核分离的初步实验。 6）我们已经开始使用CRISPR/CAS9方法创建创建基因丧失功能突变体的构造。