リン酸欠乏に応答した根毛形態の生理学的意義の解明

阐明根毛形态响应缺磷的生理意义

• 批准号: 12J04091
• 负责人: 和田 悠貴香
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12J04091/
• 关键词: リン酸欠乏; 形態形成; 環境応答

リン酸は、植物にとって不可欠な三大栄養素の一つであるが、土壌中の植物が利用できるリン酸は欠乏しやすいことが知られる。植物のリン酸欠乏応答で最も顕著なのは根系の形態の変化であり、特に根毛の発生および伸長が促進される。近年、リン酸欠乏応答を制御する機構が解明されつつあるが、このリン酸欠乏時に特異的な根毛伸長の促進を制御する機構は未だ明らかではない。申請者は、リン酸欠乏時に特異的な根毛伸長の促進の制御にホスファチジルイノシトール-4-リン酸-5-キナーゼ(PIP5K)が関わるのではないかと考え、リン酸欠乏時の根毛伸長の制御における機能の解明を目的とした。シロイヌナズナの9つのBタイプPIP5κ遺伝子のうち、根毛伸長の制御に関わる遺伝子を特定するために、発現解析および遺伝学的解析を行った。リアルタイムPCR解析とT-DNA挿入変異体の表現型解析の結果から、PJP5K3とPIP5K4がリン酸欠乏時の根毛伸長の制御に関与すると考えられた。PJP5K3とPIP5K4のそれぞれの上流配列を調べると、リン酸欠乏応答を制御する転写因子PHR1の認識配列がそれぞれに存在することがわかった。これらの上流配列のうちPHR1認識配列のみに改変を加えた遺伝子をそれぞれ作製し、二重変異体pip5k3pip5k4に導入することで、リン酸欠乏に応答した根毛伸長の促進のみに欠陥をもつ植物を作製できると考えた。作製したpip5k3pip5k4に対する二重部分相補体の表現型解析およびリアルタイムPCR解析から、PHR1認識配列を介したPIP5K3とPIP5K4の転写レベルの上昇によって、リン酸欠乏時の根毛伸長が制御されることを確かめた。本研究で、リン酸欠乏応答転写因子PHR1の認識配列を介して、PIP5K3とPIP5K4の発現が上昇し、リン酸欠乏に応答した根毛伸長の促進を制御するという一連の機構を明らかにした。

The plants in the soil are used for the three nutrients. Plant growth and elongation are promoted by the lack of acid in the root system. In recent years, the mechanism for controlling acid deficiency has been clarified, and the mechanism for promoting root hair elongation has not been clarified. The applicant is interested in clarifying the function of controlling root hair elongation in acid deficient condition, especially in acid deficient condition. The analysis of the root hair elongation and the genetic analysis of the root hair elongation. The results of PCR analysis and phenotypic analysis of T-DNA insertion variants show that PJP5K3 and PIP5K4 are related to the control of root hair elongation during acid deficiency. PJP5 K3 and PIP5 K4 have the same upstream alignment as PJP5 K3 and PIP5 K4. This is the first time that a plant has been introduced into a plant. The first time that a plant has been introduced into a plant, the second time that a plant has been introduced into a plant, the third time that a plant has been introduced into a plant, the fourth time that a plant has been introduced into a plant, the fourth time that a plant has been introduced into a plant. Phenotypic analysis of dual-part complement in the control system pip5k3pip5k4, PCR analysis, PHR1 recognition alignment, PIP5 k3 and PIP5K4, and control of root hair elongation during acid deficiency. In this study, the cognitive allocation of acid deficiency response factor PHR1, the occurrence of PIP5K3 and PIP5K4 increased, and the mechanism of acid deficiency response and the promotion of root hair elongation decreased.