Survey of miRNA molecules involved in responses to elevated CO2 of rice plants

参与水稻 CO2 升高反应的 miRNA 分子调查

• 批准号: 18F18083
• 负责人: 徳富 光恵
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18083/
• 关键词: 高CO2環境; 葉の発達; シグナル伝達; miRNA; イネ

高CO2環境を伝達する長距離シグナルの受け手であるP4葉（発達中の葉；完全展開葉＝P6）では、短時間の高CO2処理で18種類のmiRNAの存在量が2倍以上増大する。そのうち、miR396ファミリーは葉の発達（細胞分裂と伸長）に関与することから、miR396がシグナルとして機能するか検証した。1) シグナル伝達経路に沿ったmiR396存在量の確認シグナルは、P6葉から維管束を介して未発達葉に輸送されると考えられる（P6葉葉身→P6葉葉鞘→地上部基部→未発達葉）。RT-qPCR法により、シグナル伝達経路に沿ってmiR396ファミリーの存在量を調べた。P4葉では、3種類の前駆体（e, f, g）と2種類の成熟型（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。一方、P6葉の葉身と葉鞘では、成熟型の存在量は変化せず、2種類の前駆体（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。P6葉では細胞の分裂と伸長が完了しており、P6葉でmiR396が何らかの機能を担うとは考えにくい。高CO2環境下、P6葉でmiR396前駆体が発現・蓄積し、これが未発達葉に輸送されると考えられる。2) 吸引・添加実験によるmiR396eのP4葉への輸送の検証昨年度、miR396eに相同な合成ssDNAをP6葉葉身先端から2日間吸引させると、高CO2処理同様、新たに展開する葉の面積が縮小することを見いだしている。DIGラベルしたmiR396e/ssDNAをP6葉先端から吸引させると、1日間の吸引でP4葉まで到達することが確認された。P4葉では、miR396eのターゲットであるGrowth Regulating Factor（GRF）遺伝子10種類のうち3種類の発現が高CO2処理で大きく抑制される。DIG-miR396e/ssDNA吸引開始7時間後、高CO2処理同様、P4葉での3種類のGRF遺伝子の発現が特異的に抑制されることがわかり、外来miR396がP4葉で高CO2処理同様に作用することが明らかにされた。

Under high CO2 conditions, the presence of 18 miRNA species in P4 leaves (middle leaves; fully developed leaves =P6) increased more than twofold under high CO2 conditions. MiRs 396 are related to cell division and elongation. MiRs 396 are related to cell division and elongation. 1)The quantity of miR396 along the pathway of P6 leaf vascular bundle was confirmed.(P6 leaf body →P6 leaf sheath → aerial base → undeveloped leaf) RT-qPCR was used to modulate the presence of miR396 in the protein pathway. P4 leaves, 3 species of precursor (e, f, g) and 2 species of mature form (e, f) were increased intentionally under high CO2 treatment. The amount of mature and mature forms in leaves and sheaths of P6 and P6 increased significantly under high CO2 stress. P6 leaf miR396 cell division and elongation are completed, P6 leaf miR396 cell division and elongation are completed, and P6 leaf miR396 cell division and elongation are completed. Under high CO2 environment, miR396 precursor appeared and accumulated in P6 leaves, and the transport of miR396 precursor to P6 leaves was studied. 2)Attraction and addition of miR396e to P4 leaf transport experiments were conducted yesterday, miR396e to synthesize ssDNA at the tip of P6 leaf body during the day, high CO2 treatment to reduce leaf area, and new development. DIG: miR396 e/ssDNA: P6 leaf tip: Attraction: 1 day: Attraction: P4 leaf tip: Confirmation: P4 leaves, miR396 e and Growth Regulating Factor (GRF) gene 10 species and 3 species of growth inhibition under high CO2 treatment 7 hours after DIG-miR396e/ssDNA attraction started, high CO2 treatment was the same as P4 leaf, and the development of three kinds of GRF genes was specifically inhibited by high CO2 treatment.

项目成果

Nutrient uptake-based phenomics and transcriptomic analyses using diverse rice accessions

使用不同水稻品种进行基于养分吸收的表型组学和转录组学分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Yoshiaki Ueda;Koji Kadota;Ayumi Tezuka;Atsushi J. Nagano;Taro Kadowaki;Yonghyun Kim;Mitsue Miyao;Shuichi Yanagisawa
• 通讯作者: Shuichi Yanagisawa