ストレス応答と独立に働く、アブシシン酸非依存的な気孔の二酸化炭素応答機構

不依赖于脱落酸的气孔二氧化碳反应机制，其运作独立于应激反应

基本信息

批准号：
20K15820
负责人：
門田慧奈
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K15820/
关键词：
気孔二酸化炭素アブシシン酸環境応答シロイヌナズナ

项目摘要

これまで（令和3年度まで）に、アブシシン酸に対する気孔閉鎖応答能力が正常である一方で、二酸化炭素濃度上昇に対する気孔閉鎖能力に異常を持つシロイヌナズナ系統を複数選抜し、そのうち2系統について原因遺伝子を同定した。令和4年度では、同定した原因遺伝子の発現の組織特異性と原因遺伝子産物の細胞内局在を調べるための形質転換植物を作出した。現在T3世代植物の種子の採取を進めているが、先行して採種できたものから解析を始めている。選抜した2系統の原因遺伝子のうちの1つでは、細胞膜局在の傾向が見られた。引き続き注意深く細胞内局在を確認していく。またアブシシン酸をはじめとした植物ホルモンの含量を理研CSRSにて解析いただいたが、Col-0野生株および選抜系統のロゼット葉において、アブシシン酸含量に大きな変化は見られなかった。ただし今回のサンプリング条件（22℃、湿度40%、二酸化炭素濃度400 ppm）ではどの系統もアブシシン酸含量が低レベルであったため、今後は、よりアブシシン酸の合成が誘導される条件で再解析を行いたい。また同定遺伝子や既知の二酸化炭素応答遺伝子、アブシシン酸応答遺伝子の発現レベルの変化について、リアルタイムPCRによる解析をはじめたところである。予備実験の段階では、各遺伝子に極端な発現レベル変動は見られていないが、引き続き解析を進めていく。また、原因遺伝子の過剰発現系統や、孔辺細胞特異的に原因遺伝子を相補させた形質転換植物の作出も進めており、T3世代の種子が採取出来次第、二酸化炭素応答を精査していく。また選抜系統のうち、原因遺伝子を同定した2系統のほかに、もう1系統の原因遺伝子同定を進めている。令和5年度に次世代シーケンス解析を行い、原因遺伝子候補の絞り込みを行う。

到目前为止（直到2021年），已经选择了多种拟南芥菌株，但是具有异常的气孔闭合能力，可以脱离甲酸，同时仍然具有正常的气孔闭合能力增加二氧化碳浓度，并且已经确定了两种菌株的病毒基因。在2022年，创建了转化的植物来研究已鉴定的病因基因表达的组织特异性和致病基因产物的亚细胞定位。目前，我们正在从T3代植物中收集种子，但是我们开始从先前收集的种子中分析它们。两个选定的因果基因之一显示出定位细胞膜的趋势。继续仔细检查亚细胞定位。此外，通过Riken CSR分析了植物激素的含量，包括脱落酸，但在野生Col-0菌株中的脱甲酸酸含量和选定菌株的玫瑰花结叶中未发现显着变化。然而，在当前的采样条件下（22°C，湿度40％，二氧化碳浓度为400 ppm），所有菌株的脱甲酸酸含量低，因此我们希望在未来在诱发脱甲酸合成的条件下将未来的脱落酸重新分析。我们还开始通过实时PCR分析已鉴定基因，已知二氧化碳反应基因和脱离酸反应基因的表达水平的变化。尽管在初步实验阶段未观察到每个基因的极端表达水平变化，但分析将继续。我们还开发了过表达具有特殊互补基因的致病基因和转化的植物的系统，一旦收集T3生成种子，将仔细检查二氧化碳反应。除了鉴定出病因基因的两个选定菌株外，我们还努力鉴定另一种菌株的病因基因。下一代测序分析将在2023财年进行，并缩小候选基因的缩小。