クラスター根の形態形成に関与する遺伝子のRNAiによるスクリーニングと機能解析

利用RNAi筛选参与簇根形态发生的基因并进行功能分析

• 批准号: 17658032
• 负责人: 山岸 真澄
• 金额: $ 2.24万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17658032/
• 关键词: 白花ルーピン; クラスター根; cDNAライブラリー; RNAi; virus induced gene silencing; peanut stunt virus

リン酸は窒素に次いで欠乏しやすい要素である。土壌中のリン酸の大部分は結合型で、植物が直接吸収できる可溶型リン酸の土壌溶液中の濃度はおよそ1pM程度、植物体内との濃度差は2千倍以上になる。ルーピンやヤマモガシ科の植物はクラスター根と呼ばれる特殊な根を作る。この根は1cm程度の短い側根を大量に密集させて発生することで表面積が通常の根の100倍以上になる。加えて酸性フォスファターゼや有機酸の分泌量が上昇しており、結合型のリン酸を溶かして吸収する能力が強い。クラスター根の形成はリン酸欠乏やオーキシンで促進されることが分かっているが、クラスター根を誘導する遺伝子やシグナル伝達系については分かっていない。白花ルーピンのクラスター根形成に関与する遺伝子を明らかにするために、クラスター根誘導のかかった根からcDNA libraryをすでに作成した。本研究ではこのlibraryからRNAi法(遺伝子ノックアウト法の一つ)で目的の遺伝子をスクリーニングして、その機能を解析する。まずRNAi法の開発に取り組んだ。作物でクラスター根を作るのは白花ルーピンだけであるが、白花ルーピンは形質転換できない。そこでpeanut stunt virus(PSV)を用いたRNAi法を検討した。この方法は形質転換を必要としない。光合成に必須な遺伝子であるPDSをこの方法でノックダウンしたところ、葉に白い斑が入り、かつPDSの発現が抑制されていた。白花ルーピンでもRNAiを誘導できることが明らかとなった。つぎに機能の分からない遺伝子LaMYB1にRNAiを誘導した。この遺伝子は根の内鞘組織で主に発現することが分かっている。誘導した結果、LaMYB1別発現量の低下したルーピンでは根粒の着生数が減少し、かつ、LaPTやLaAPなどの遺伝子発現が低下していることが明らかとなった。

The acid content is insufficient. Most of the acids in the soil are bound to each other. Plants absorb them directly. The concentration of soluble acids in the soil solution is more than 1pM. The concentration difference in plants is more than 2 thousand times. The plants of this family are called special roots. These roots are about 1 cm short and have a large number of dense lateral roots, and their surface area is more than 100 times that of ordinary roots. The secretion of organic acids increased with the addition of acid, and the ability to dissolve and absorb combined organic acids increased. The formation of the root of the plant is not easy, but the root of the plant is easy to be induced. A cDNA library was created for white flower root formation and gene expression. In this study, we analyzed the function of RNAi in the library. The development of RNAi method is divided into two groups. The crop is grown in a variety of ways. The Peanut Stunt Virus(PSV) is detected by RNAi. This method is necessary for qualitative change. Photosynthesis must be carried out in the presence of PDS, and the occurrence of PDS must be suppressed in the presence of white spots. White flowers, red flowers LaMYB1 RNAi induction The inner sheath tissue of the root of the seed is mainly developed in the middle of the root. As a result of induction, LaMYB1 specific occurrence decreases, the number of root grains grows decreases, LaPT and LaAP specific occurrence decreases, and LaMYB1 specific occurrence decreases.

项目成果

Shoot signals and molecular regulation of P-deficiency induced genes in cluster roots of white lupin.

白羽扇豆簇根中磷缺乏诱导基因的芽信号和分子调控。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of the 15th Plant Nutrition Colloquium
• 作者: J.Liu;M.Yamagishi;C.Uhde-Stone;B.Bucciarelli;D.Samac;D.Allan;C.Vance
• 通讯作者: C.Vance

Functional genomics of phosphorus deficiency in legumes.

豆类缺磷的功能基因组学。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Plant and Animal Genome XIV Conference (in press)
• 作者: Uhde-Stone;C.;J.Liu;M.Ramirez;M.Graham;S.Ivashuta;M.Yamagishi;J.S.Gantt;G.Hernandez;M.Lara;D.Allan;C.P.Vance
• 通讯作者: C.P.Vance

Legume root genomic responses to phosphorus deficiency.

豆科植物根基因组对缺磷的反应。

• 发表时间: 2006
• 期刊: 3rd International Conference on Legume Genomics and Genetics (in press)
• 作者: Liu;J.;M.Ramirez;C.Uhde-Stone;M.Graham;S.Ivashuta;M.Yamagishi;J.S.Gantt;G.Hernandez;M.Lara;D.Allan;C.P.Vance
• 通讯作者: C.P.Vance