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Molecular mechanisms of the alternative splicing regulation in response to a variable nutrient environment in plants

植物中可变剪接调节响应可变营养环境的分子机制

基本信息

批准号：
22H02230
负责人：
西田翔
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

代表者らはこれまでに、シロイヌナズナにおいて低カリウム耐性に必須な役割を担う転写因子MYB59が、低カリウム条件下において選択的スプライシング制御を介して活性化することを明らかにしてきた。本研究では、MYB59における選択的スプライシング制御に関わる遺伝子を同定し、植物の栄養応答におけるmRNA配列調節の分子機構を明らかにすることにある。（１） MYB59のスプライシング制御に異常を示す変異体のスクリーニング：FLUCスプライシングリポーターを導入した遺伝子組み換え植物を多数作成し、さらにそれらの中からFLUC活性が安定して高く検出される系統を選抜した。これらの系統を背景にした突然変異体集団を作成し、スクリーニングを開始した。（２）GWASによるMYB59スプライシング制御因子の探索：通常栄養条件で栽培された728系統のシロイヌナズナ自然変異系統の葉のRNA-Seqをデータベースより取得し、全系統を対象にMYB59のスプライシングパターンを解析した。そして、得られたデータを形質情報としGWASを実施した。その結果、複数の有意な連関が検出され、その内の一つは液胞膜局在型のカリウムチャネルであるTPK1をコードする遺伝子における多型であった。TPK1の欠損型植物を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しスプライシングパターンにおける有意な変化が認められ、細胞内のカリウム濃度がMYB59のスプライシングパターンに影響を与えることが予想された。最も強い連関が検出された多型はProtein kinaseをコードする遺伝子上に座乗していた。この変異体を入手しMYB59のスプライシングパターンを調査した結果、野生型と比較しMYB59のスプライシングパターンに有意な変化が認められ、MYB59のスプライシングに関連する新規遺伝子であると考えられた。

The representative of the project is to reduce the cost of the project by adding MYB59 to the cost of the project. In this study, we identified molecular mechanisms involved in the regulation of mRNA expression in plant growth and development by MYB59. (1) MYB59's selection of FLUC activity is stable and high. The background of the system is different from the background. (2) The exploration of MYB59 gene regulation factors in GWAS: the common cultivation conditions, the natural variation of MYB59 gene regulation factors in leaves, the RNA-Seq gene regulation factors in leaves, the whole system and the target gene regulation factors were analyzed. GWAS is the best way to improve the quality of the product. As a result, a plurality of intentional connections were detected, and a plurality of intracellular connections were detected. The results of investigation of MYB59 in defective plants of TPK1, comparison of wild-type with MYB59 in defective plants and intentional variation of MYB59 in defective plants, and the effects of MYB59 in defective plants on intracellular concentrations of MYB59 in defective plants were investigated. The most important link is the presence of polytype Protein kinase in the gene. The results of this investigation, wild-type comparison, and intentional variation of MYB59's genetic diversity, and the association between MYB59's genetic diversity and genetic diversity, were analyzed.