イネ科作物細胞壁におけるフェルラ酸およびp-クマル酸エステルの機能解明

阿魏酸和对香豆酸酯在草细胞壁中的功能阐明

• 批准号: 21K05545
• 负责人: 伊澤 かんな
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05545/
• 关键词: 細胞壁; イネ; ソルガム; BAHD; イネ科; イネ科植物; ケイヒ酸エステル

本研究では、イネ科植物に特有の細胞壁成分であるケイヒ酸エステル（フェルラ酸およびp-クマル酸エステル）の蓄積が、イネ科植物の形態や強度維持にどのように関与しているのかを明らかにすることを目的としている。特に、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされているBAHD遺伝子が、イネやソルガムの生育や強度に及ぼす影響を明らかにする。イネおよびソルガムのBAHD遺伝子の系統樹解析から、フェルラ酸およびp-クマル酸エステルの合成に関わるとされている5グループ12遺伝子を抽出した。データベースおよび発現解析より、節間(茎)で発現が高い4グループの遺伝子について、ゲノム編集による遺伝子破壊個体またはRNAiによる遺伝子発現抑制個体用のベクターと形質転換体の作製を行った。イネのゲノム編集系統では、1つのグループにおいて遺伝子配列が変化した個体を得ることができた。その他のグループについては遺伝子変異個体が得られなかったため、RNAiによる発現抑制個体を作製した。ソルガムは遺伝子導入が非常に難しく、グループIVの遺伝子についてのみ、RNAi形質転換系統が少なくとも2系統得られた。一部の系統では葉色の変化が認められており、BAHD遺伝子がイネ科植物の生育に関与する可能性が出てきている。今後は得られたゲノム編集個体およびRNAi発現抑制個体の生育解析および細胞壁の特性解析を進め、ケイヒ酸エステルの蓄積とイネ科植物の生育との関連を明らかにしていく。

这项研究旨在阐明肉桂酯（草酸酸和p-羟酸酯）的积累，这是草的细胞壁成分，参与维持草的形态和强度。特别是，据说bahd基因的作用涉及阿魏酸和p-果实酯的合成，对水稻和高粱的生长和强度。从水稻和高粱bahd基因的系统发育分析中提取了五组12个基因，据说与阿魏酸和p-丙酸酯的合成有关。基于数据库和表达分析，通过基因组编辑来制备基因分解个体或RNAi的基因表达抑制子的基因组，以用于基因表达的基因表达来制备基因破坏个体或基因表达抑制子的载体和转化体。在水稻基因组编辑线中，一组基因序列改变的个体能够获得。对于其他群体，没有获得基因突变体中的个体，因此，制备了RNAi抑制表达的个体。高粱非常难以转染，仅第四组基因获得了至少两条RNAi转化的线。有些线条已经看到叶颜色的变化，并且可能与草植物的生长有关bahd基因。将来，我们将继续分析获得的基因组编辑个体和RNAi表达抑制剂的生长和细胞壁特征，并阐明肉桂酸酯的积累与草植物的生长之间的关系。