Elucidation of systemic control mechanism of nodule development via long-distant mobile signals

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１、根粒形成が「葉」で制御される生物学的意義の探索地下部の共生や発生制御、窒素情報を地上部に伝達する生物学的意義は明らかにされていない。その手がかりを得るために、根粒菌感染や硝酸処理によってサイトカイニン合成遺伝子IPT3がHAR1依存的に誘導される葉の発生ステージを特定し、RNA-seqとUpSetプロットによる発現データ解析を行った。その結果、葉緑体の分裂に関与すると考えられる遺伝子や気孔密度を制御する遺伝子等が、根由来シグナルを受けHAR1依存的に誘導されることが示唆された。２、根粒形成をシステミックに制御するmiR2111の修飾遺伝子に関する解析植物の低分子RNAは様々な修飾を受ける。HEN1は2'-O-メチルトランスフェラーゼをコードし、地上部由来の前駆体miRNAは、DCL1によるプロセッシング後、HEN1によりメチル化修飾を受けると推測される。miR2111の3’修飾に異常を持つhen1変異体を得るため、ミヤコグサMG-20系統のCRISPRによるゲノム編集を試みた。その結果、コード領域に3 bpの欠失を持つ系統と、3 bpと6 bpの欠失を持つ２系統を得た。３、TML相互作用候補因子の機能解析ミヤコグサのゲノムにはTML相互作用候補因子遺伝子は３つ存在する。そのうち２つはゲノム中にタンデムに存在していた。３つの遺伝子をRNAiでノックダウンすると、根粒の数が有意に減少した。また側根数の減少も観察された。これらの結果から、３つの候補遺伝子の全てまたはいずれかが根粒形成あるいは感染プロセスを正に制御していることが示唆され、CRISPRによる各遺伝子のノックアウト系統の作成を進めた。