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植物における浸透圧ストレス初期応答機構の解明

阐明植物渗透胁迫的早期响应机制

基本信息

批准号：
18J13854
负责人：
相馬史幸
金额：
$ 1.09万
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 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

地球温暖化等の影響により、作物の生育環境が劣悪化している。特に乾燥や塩害などの浸透圧ストレスは植物の成長に大きな影響を及ぼす。安定的な農業生産を確立するためには浸透圧ストレス耐性を持つ作物の作出が急務であると考えられる。そこで本研究では植物の持つ浸透圧ストレス応答機構の解明を試みた。これまでに、浸透圧ストレス応答においてSnRK2キナーゼが中心的な機能を果たすことが示されてきた。一方でSnRK2が浸透圧ストレスで活性化するメカニズムは不明であった。そこでSnRK2キナーゼのうち特にサブクラス I SnRK2に着目して、その活性化因子の同定を目指した。サブクラス I SnRK2と相互作用する因子を解析した結果、三つのRaf-likeキナーゼ、RAF18、RAF20およびRAF24を同定した。この三つのRAFキナーゼは試験管内においてサブクラス I SnRK2をリン酸化し、活性化することを明らかにした。またこの三つのRAFキナーゼが欠損した植物体においてサブクラス I SnRK2の活性化が見られなくなった。以上のことからこの三つのRAFキナーゼはサブクラス I SnRK2の上流活性化因子であることが示された。またこのRAF-サブクラス I SnRK2経路は浸透圧ストレス条件下でmRNA分解を活性化することを介してストレス応答性遺伝子の発現を正に制御することで、植物の成長制御を行っていたことを示した。三つのRAFキナーゼと、サブクラス I SnRK2はコケ植物では保存されておらず、進化的に新しい被子植物で広く保存されていたことから、植物の陸上進化に伴い、ストレスかでの成長を有利に進めるためにこの経路が出現したと予想される。本研究で明らかになった浸透圧ストレス伝達機構は、ストレスの初期で機能する新規の経路であることが示された。

Due to the warming of the earth, the environment for crop growth is deteriorating. Special drying conditions have a great impact on plant growth. Stable agricultural production has been established, and crop production has been maintained. This study attempts to clarify the mechanism of plant penetration. This is the first time I've ever seen you. One side of SnRK2 is activated. SnRK2 The results of the analysis of the interaction factors of SnRK2, RAF18, RAF20 and RAF24 are the same. The three RAF test tubes were acidified and activated. The activation of SnRK2 in plants is not easy. The above three RAF The RAF-1 SnRK2 pathway is activated under the condition of saturation, and the expression of the mRNA is positively controlled. 3. RAF This study shows that the penetration rate is higher than the initial function of the new mechanism.