植物感染性線虫の感染鍵遺伝子ARF5の機能解析

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根こぶ形成におけるARF5を中心とした分子メカニズムの解析を試みた。研究計画通りに進んでおり、まず局所的なオーキシン合成と根こぶ形成の関係を明らかにするために解析を行った。その結果オーキシン合成酵素のYUC4が根こぶ形成時に発現上昇する事が分かった。さらに、yuc4変異体では線虫の成熟メスの数と卵塊数が減少し、卵塊形成時の根こぶのサイズが小さいことが分かった。また、yuc4では野生型に比べオーキシン量が減少していることも分かった。一方で、ARF5の発現には影響はなく、オーキシン合成とARF5は根こぶ形成においては独立した経路であることが示唆された。しかしながら根こぶ形成時の局所的なオーキシン合成が線虫の成熟に関与している可能性が高いことが示唆された。現在論文執筆中である。また、ARF5プロモーター解析の結果、根こぶにおけるARF5制御領域候補を3か所同定した。加えて、根こぶ形成時の遺伝子発現解析において、個体差を利用して発生誤差を補正することができる１細胞解析を応用した１根こぶ解析に挑戦した。７つのタイムポイントで計２３個体の解析が終わり、最初期の根こぶ形成のトリガー遺伝子候補を30遺伝子と新規根こぶ形成関連遺伝子を10遺伝子同定した。現在解析中である。さらに、側根形成に関与しているPUCHII遺伝子と根こぶ形成との関係について解析を試みた。puchi-1変異体について線虫感染実験を行った結果、侵入数、根こぶ数、成熟メスの数、卵塊数に変化はなかった。しかし、根こぶ内部の観察の結果、puchi-1は野生型と比べ巨大細胞の形がいびつであることが分かった。さらに、PUCHIが極長鎖脂肪酸合成酵素のKCS1を介して巨大細胞の形態形成に関与していることが示唆された。以上のことはFrontiers in plant scienceに2021年9月にアクセプトされた。