Root development via a systemic signaling pathway in response to nitrate availability

植物は土壌中の窒素栄養の量や分布に応じて根系成長（根の数と伸長）を変化させる。これまでに、シロイヌナズナやマメ科植物など被子植物を用いた研究から、硝酸による根系成長は根で起こる局所的な反応だけでなく、全身的な硝酸シグナル伝達経路によって制御されていることが明らかとなっている。本研究では、全身的な硝酸シグナル伝達経路に関わる分子機構の解明を目的とする。また、植物が進化の過程でどのように全身的シグナル伝達経路を獲得したのかを理解する事を目指す。被子植物の系成長は硝酸濃度依存的に促進され、高濃度の硝酸によって抑制される。これまでの研究から、全身的な硝酸シグナル伝達経路には地上部で機能するCLV1受容体と、根で発現して地上部へと輸送されるCLEペプチドが関わっていることが明らかにされている。CLEペプチドの発現は硝酸濃度依存的に誘導されるが、その濃度は植物種によって異なっている。コケ植物のゼニゴケ(Marchantia polymorpha)は仮根と呼ばれる器官を発達させるが、これは単細胞の器官であり被子植物の根とは構造が異なる。これまでに申請者は仮根の伸長が硝酸応答性を示すこと、Tak-1（雄株）がTak-2（雌株）より顕著な仮根伸長応答性を示すことを明らかにした。寒天培地で栄養成長させたゼニゴケと比較して、遠赤色光の照射によって生殖成長に移行したゼニゴケがより仮根伸長を示したことから栽培条件の検討を行った。また効率的に仮根長を測定することができる栽培方法の確立を行った。本実験では窒素濃度を調節できるガンボーグB5培地をベースにゼニゴケの生殖成長への移行を試みたが生殖枝を誘導することができなかった。

植物は土壌中の窒素栄養の量や分布に応じて根系成長（根の数と伸長）を変化させる。これまでに、シロイヌナズナやマメ科植物など被子植物を用いた研究から、硝酸による根系成長は根で起こる局所的な反応だけでなく、全身的な硝酸シグナル伝達経路によって制御されていることが明らかとなっている。本研究では、全身的な硝酸シグナル伝達経路に関わる分子機構の解明を目的とする。また、植物が進化の過程でどのように全身的シグナル伝達経路を獲得したのかを理解する事を目指す。被子植物の系成長は硝酸濃度依存的に促進され、高濃度の硝酸によって抑制される。これまでの研究から、全身的な硝酸シグナル伝達経路には地上部で機能するCLV1受容体と、根で発現して地上部へと輸送されるCLEペプチドが関わっていることが明らかにされている。CLEペプチドの発現は硝酸濃度依存的に誘導されるが、その濃度は植物種によって異なっている。コケ植物のゼニゴケ(Marchantia polymorpha)は仮根と呼ばれる器官を発達させるが、これは単細胞の器官であり被子植物の根とは構造が異なる。これまでに申請者は仮根の伸長が硝酸応答性を示すこと、Tak-1（雄株）がTak-2（雌株）より顕著な仮根伸長応答性を示すことを明らかにした。寒天培地で栄養成長させたゼニゴケと比較して、遠赤色光の照射によって生殖成長に移行したゼニゴケがより仮根伸長を示したことから栽培条件の検討を行った。また効率的に仮根長を測定することができる栽培方法の確立を行った。本実験では窒素濃度を調節できるガンボーグB5培地をベースにゼニゴケの生殖成長への移行を試みたが生殖枝を誘導することができなかった。