Analysis of induction mechanism of calcium spiking and its coded signaling information

钙加标诱导机制及其编码信号信息分析

• 批准号: 22K06288
• 负责人: 武田 直也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06288/
• 关键词: 菌根共生; 植物微生物間相互作用; カルシウムシグナリング; 根粒共生

植物はアーバスキュラー菌根（AM）菌や根粒菌と相利的な共生関係を築くことができ、生育・環境適応に大きな恩恵を受けている。これらの共生の成立過程では、共生シグナル分子の受容による宿主‐共生菌間の相互認識が行われる。この共生シグナル伝達においてAM・根粒両共生にみられる「カルシウム振動」は、共生シグナル分子の受容によって細胞内Ca2+濃度の周期的な変動を示す共生応答反応である。その特徴的な振動パターンが共生シグナル情報をコードすると考えられるが、その機能はいまだ不明である。本研究では、カルシウム振動の起動に関わる共生シグナル分子の受容体と、その応答反応として遺伝子発現等の解析を行う。さらに生体内で人工的にCa2+のオシレーションを生じさせることでカルシウム振動を再現し、下流の共生応答の発生を確認する。これらの解析から、セカンドメッセンジャーとして広い役割を持つCa2+が、振動現象によってコードする共生シグナル情報を解読する。2022年度はミヤコグサで特定したカルシウム振動起動に機能するキチン受容体Lys6の変異体のAM共生表現型解析や、キチン応答遺伝子の発現解析を行った。この結果から、キチン受容体Lys6がAM共生に関与することを示した。さらに詳細な発現情報を得るためのトランスクリプトーム解析を開始している。Caスパイキングの機能に関して重要な知見をもたらすと考えられるLys型受容体の変異体解析では、その表現型の確認を別の変異体アリルを用いて行った。さらに人工的なCa2+のオシレーションの発生にむけ、Ca2+の直接注入や、Ca2+を放出させるCaged-Ca2+タンパク質を発現させる植物体の作成を行った。

The symbiotic relationship between plants and mycorrhizal fungi is established. The symbiotic relationship between plants and mycorrhizal fungi is established. The process of symbiosis formation and the interaction between host and symbiotic bacteria are discussed. The symbiotic response is indicated by periodic changes in intracellular Ca2 + concentration in symbiotic molecules. The characteristics of the vibration, symbiosis, and the function of the system are unknown. In this study, we analyzed the relationship between the initiation of vibration and the occurrence of symbiotic molecules. In vivo, artificial Ca2+ ions are generated, and the vibration of Ca 2 + ions is reproduced, and the occurrence of downstream symbiotic reactions is confirmed. The analysis of this phenomenon is based on the analysis of Ca2 +, vibration phenomena, and symbiotic information. In 2022, the analysis of AM symbiosis phenotype of different receptor Lys6 and the analysis of occurrence of AM symbiosis gene were carried out. The result is that the receptor Lys6 is associated with the symbiosis. Detailed information is available at the beginning of the analysis. The function of Ca ~(2 +) is related to the identification of Lys-type receptors and their different phenotypes. In addition, the production of artificial Ca2 +, Ca2 +, Ca2 +

项目成果

LysM Receptor-like Kinases of Lotus japonicus regulate Arbuscular Mycorrhizal Symbiosis

百脉根 LysM 类受体激酶调控丛枝菌根共生

• 发表时间: 2022
• 作者: Hayato Fukuda;Misaki Hayat;Keisuke Isoshima;Akira Akamatsu;Naoya Takeda
• 通讯作者: Naoya Takeda

OsSYMRK Plays an Essential Role in AM Symbiosis in Rice (Oryza sativa)

OsSYMRK 在水稻 AM 共生中发挥重要作用 (Oryza sativa)

• DOI: 10.1093/pcp/pcad006
• 发表时间: 2023
• 期刊: Plant and Cell Physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Miyata Kana;Hosotani Moe;Akamatsu Akira;Takeda Naoya;Jiang Wendi;Sugiyama Taisei;Takaoka Ryou;Matsumoto Kotarou;Abe Satsuki;Shibuya Naoto;Kaku Hanae
• 通讯作者: Kaku Hanae