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植物の土壌環境適応戦略における選択的スプライシングの機能的、進化的解析

植物适应土壤环境策略中选择性剪接的功能和进化分析

基本信息

批准号：
13J08293
负责人：
西田翔
金额：
$ 3万
依托单位：
Hiroshima University (2015)The University of Tokyo (2013-2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1)亜鉛超集積植物Noccaea japonica由来ZNT1/ZIP4のsplicing isoformの機能解析: 本年度は、アブラナ科植物が共通して持つZNT1/ZIP4の生理学的機能を明らかにすることを目的に、シロイヌナズナのAtZIP4の機能解析を行った。ノックアウト変異株と過剰発現株を用いた解析の結果、AtZIP4はZn輸送体をコードしないことが示唆された。一方、N. japonicaが獲得したsplicing isoformと同様、N末端に欠損を持つAtZIP4の人工ORFをシロイヌナズナに過剰発現させたところ、植物中のZn濃度は有意に上昇し、N末端欠損型のAtZIP4がZn輸送体をコードすることがわかった。これまでの研究結果から、アブラナ科が共通して持つZNT1/ZIP4の機能は不明であるが、N. japonicaを含めたZn超集積性Noccaea属植物は、高重金属土壌環境に適応する過程でZn輸送体をコードするZNT1/ZIP4のsplicing isoformを獲得したと考えられた。2)栄養欠乏ストレス下における選択的スプライシングの網羅解析: 本年度では、前年度までに絞りこまれた候補遺伝子の中から、K欠乏に特異的に応答してsplicingパターンが変化する転写因子遺伝子MYB59に着目した。RNA-Seqおよび定量PCRによる発現解析の結果、MYB59遺伝子からは主にDNA結合モチーフをコードする領域を一部欠損したisoformが転写されるが、K欠乏下では完全なDNA結合モチーフをコードするisoformの割合が有意に増加することが明らかとなった。先行研究において、MYB59の発現は主根の伸長を抑制する役割があることが示されている。本研究結果は、MYB遺伝子のsplicingパターンの変化を介した、栄養欠乏に応答した根の伸長制御の存在を示唆している。

1) Functional analysis of splicing isoform of Noccaea japonica from ZNT1/ZIP4: This year, the physiological function of ZNT1/ZIP4, which is common to all plants of the family Noccaea japonica, was analyzed. The results of the analysis of the different strains and the development of the Zn transporter in AtZIP4 show that One side, N. japonica has obtained splicing isoform and N-terminal defect, and the artificial ORF of AtZIP4 has been found to have increased Zn concentration in plants intentionally, and the N-terminal defect type AtZIP4 has been found to have Zn transporter. ZNT1/ZIP4 has the same function as ZNT1/ZIP4. ZNT1/ZIP4 splitting isoform is obtained from the process of Zn transport in Noccua plants with Zn superaccumulation and high heavy metal content. 2) The analysis of the network of selected factors: this year, the previous year, the current year, the previous year, the current year, the current year, RNA-Seq and quantitative PCR detection analysis results, MYB59 gene fragments are mainly DNA binding, isoform is partially incomplete, isoform is incomplete, DNA binding is intentionally increased. In this study, MYB59 was found to inhibit the elongation of the main root. The results of this study suggest that the splicing mechanism of MYB gene and the growth mechanism of MYB gene are important factors for the development of MYB gene.