植物におけるエピジェネティクス機構を介した栄養ストレス応答メカニズムの解明

本年度は、過去2年間解析していた高浸透圧ストレス、例えば塩害・干害下における根の形態変化を司る新規の低分子RNA-mRNAのペア、miR167とIAR3に関する論文の投稿及び追加実験を主に行った。IAR3は植物の形態形成、とくに根の発達において中心的な役割を担う植物ホルモンであるオーキシンに関し、不活性型を加水分解して活性型をリリースする酵素をコードしている。しかしmiR167は窒素栄養条件下でARF6とARF8をターゲットとし、ARF6とARF8はこの栄養条件下で側根形成に関わっていることが報告されている(Gifford et al.,2008)。昨年の結果から高浸透圧ストレス下でARF6とARF8のmRNA蓄積量に変化がないことを示していたが、誘導型miR167ノックダウン株では通常条件下でmiR167をノックダウンするとIAR3だけでなくARF6とARF8のmRNAが上昇していた。ARF6とARF8はmiR167と完璧な相補性を有しているため予測通りの結果である。よって本年度はARF6とARF8が高浸透圧ストレス下での側根形成にも関与しているかどうか、2重変異体の表現型を解析した。その結果、二重変異体は野生型と同様の表現型を示したことから、ARF6とARF8は高浸透圧ストレス下の側根形成に直接的には関与していないことを示すことができた。さらに昨年度の解析では、miR167がIAR3をターゲットしていることを示す際にターゲット部位に変異を導入したIAR3を恒常型強発現プロモーター下で発現させていた。今年度はこれを改良しIAR3従来のプロモーターで発現させた。バックグラウンドにはIAR3ノックダウン系統を使用した。この実験系でも恒常型強発現系統と同様の結果が得られ、我々の主張がより強固になった。論文は無事受理されPlant Cellに掲載された(Kinoshita et al.,2012)。

本年度は、過去2年間解析していた高浸透圧ストレス、例えば塩害・干害下における根の形態変化を司る新規の低分子RNA-mRNAのペア、miR167とIAR3に関する論文の投稿及び追加実験を主に行った。IAR3は植物の形態形成、とくに根の発達において中心的な役割を担う植物ホルモンであるオーキシンに関し、不活性型を加水分解して活性型をリリースする酵素をコードしている。しかしmiR167は窒素栄養条件下でARF6とARF8をターゲットとし、ARF6とARF8はこの栄養条件下で側根形成に関わっていることが報告されている(Gifford et al.,2008)。昨年の結果から高浸透圧ストレス下でARF6とARF8のmRNA蓄積量に変化がないことを示していたが、誘導型miR167ノックダウン株では通常条件下でmiR167をノックダウンするとIAR3だけでなくARF6とARF8のmRNAが上昇していた。ARF6とARF8はmiR167と完璧な相補性を有しているため予測通りの結果である。よって本年度はARF6とARF8が高浸透圧ストレス下での側根形成にも関与しているかどうか、2重変異体の表現型を解析した。その結果、二重変異体は野生型と同様の表現型を示したことから、ARF6とARF8は高浸透圧ストレス下の側根形成に直接的には関与していないことを示すことができた。さらに昨年度の解析では、miR167がIAR3をターゲットしていることを示す際にターゲット部位に変異を導入したIAR3を恒常型強発現プロモーター下で発現させていた。今年度はこれを改良しIAR3従来のプロモーターで発現させた。バックグラウンドにはIAR3ノックダウン系統を使用した。この実験系でも恒常型強発現系統と同様の結果が得られ、我々の主張がより強固になった。論文は無事受理されPlant Cellに掲載された(Kinoshita et al.,2012)。