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

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。

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。