バイオイメージングによるマメ科植物－根粒菌共生を制御する小胞輸送系の解明

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本研究ではマメ科モデル植物ミヤコグサを用いて、根粒菌が共生的に感染する際の宿主であるマメ科植物因子の動的なメカニズムを解明し、マメ科植物と根粒菌の共生系成立機構を理解することを目的として行っている。平成25年度は、本研究で主に用いている根粒菌感染阻害の表現型を示すミヤコグサ変異体crinkleの変異原因遺伝子の相互作用因子や関連因子に関して、受入研究室が中心となって作製しているミヤコグサタグラインより平成24年度までに単離された変異体の機能解析を行った。その結果、CRINKLEは様々な植物細胞の先端成長を制御することがわかっているが、CRINKLE相互作用因子も植物細胞の先端成長を制御することがわかった。また、CRINKLEパラログはCRINKLEとは別の機能を持つこともわかり、植物進化の過程におけるCRINKLEの機能分化が明らかになった。また、CrinkleプロモータGUSによる発現解析の結果、Crinkl遺伝子は根だけではなく、植物体の地上部でも特異的に発現し、機能していることがわかった。これらのことから、CRINKLEを中心としたコンプレックスは根における根粒菌の感染プロセスだけではなく、植物体全体における様々な植物細胞の先端成長を制御していることがわかった。これまでに、他のモデル植物におけるCRINIKLEホモログの相互作用因子や時空間的発現に関する知見の報告は無く、本研究結果は初めて得られた知見である。