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植物栄養の吸収と利用の恒常性維持機構の解明

阐明植物养分吸收和利用的稳态机制

基本信息

批准号：
18J01554
负责人：
植田佳明
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
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 2021-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

イネの窒素欠乏応答に関わるネットワークの中心部に位置するハブ転写因子に関する解析を進めた。昨年度の遺伝子共発現解析に加え、新たに機械学習による制御経路の推定を行い、それぞれのハブ転写因子の標的遺伝子を推定した。イネのプロトプラストを用いた一過的発現アッセイにより、推定された制御経路を検証したところ、複数のハブ転写因子が互いの発現に影響を及ぼすとともに自己の発現を抑制するという、極めて複雑な制御パターンが示唆された。ハブ転写因子の中から、RLI1、bZIP11とbZIP41を詳細な解析の標的とし、ゲノム編集を用いてこれらの遺伝子のノックアウト体を作製した。rli1変異体、bzip11/41二重変異体の両方において、窒素欠乏条件に応じた遺伝子発現パターンの変化が野生型に比べて弱まっており、これらの転写因子が植物体レベルでの正常な窒素欠乏応答に重要であることが明らかとなった。栄養応答の時系列パターンのの数理モデルに向けたデータの取得も実施した。硝酸輸送体をコードするNRT2.1遺伝子の抑制因子であるNIGT1転写因子の欠損、およびNRT2.1遺伝子のプロモーター上におけるNIGT1転写因子の結合配列の変異により、そのプロモーターの活性の時系列変化パターンが変化することを確認し、既に明らかにされた制御経路に基づく数理モデルから予測される結果と概ね一致した。その一方で、NIGT1転写因子のmRNAおよびタンパク質の不安定化によりNRT2.1遺伝子のプロモーター活性の時系列パターンに変化が生じるという知見が得られていたが、不安定化配列の付加による安定性の十分な変化は見いだされず、植物体を用いた検証実験が困難であると判断した。その一方で、NIGT1転写因子間の相互作用が、標的DNA配列の認識と適切な栄養応答の調節に重要であるという、当初予期しなかった結果が知見が得られた。

The analysis of the relationship between the central part of the production and the lack of production factors The analysis of the total number of genes in the past year has increased, and new genes have been identified in the estimation of the control path and the target gene of the gene. The occurrence of the disease is predicted to be controlled by multiple factors, which affect the occurrence of the disease. RLI1, bZIP11 and bZIP41 are used for detailed analysis and compilation. rli1 variant, bzip11/41 variant, protein deficiency condition, gene development, mutation, and wild-type variant are weaker than wild-type variant, and gene expression factors are more important than normal protein deficiency in plants. The mathematical model of the time series of the maintenance system is used to obtain the data. Nitric acid transporter NRT2.1 gene inhibition factor is determined by NIGT1 gene factor loss, NRT2.1 gene expression, NIGT1 gene expression, NIG The expression of mRNA of NIGT1 gene expression factor is very difficult to determine when the expression of NRT2.1 gene expression factor is stable. The interaction between NIGT1 and NIGT1 genes is important for understanding the proper alignment of target DNA and regulating the response of NIGT1 genes.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Roles of the NIGT1-Centered Transcriptional Cascade in the Regulation of Nitrate Uptake and Responses

以 NIGT1 为中心的转录级联在硝酸盐吸收和反应调节中的作用

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mineko Konishi;Yoshiaki Ueda;Shuichi Yanagisawa
通讯作者：
Shuichi Yanagisawa

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

使用不同的水稻品种进行基于养分吸收的表型组学和转录组学分析

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ueda Yoshiaki;Kadota Koji;Tezuka Ayumi;Nagano J Atsushi;Kadowaki Taro;Kim Yonghyun;Miyao Mitsue;Yanagisawa Shuichi
通讯作者：
Yanagisawa Shuichi

多品種トランスクリプトームを利用したイネにおける窒素条件を反映した転写制御ネットワークの解析

使用多物种转录组分析反映水稻氮状况的转录调控网络