環境により葉形が変化する植物ニューベキアを用いた葉の表現型可塑性メカニズムの解明

利用叶子形状随环境变化的植物 Nubeckia 阐明叶子表型可塑性的机制

基本信息

批准号：
13J00161
负责人：
中山北斗
金额：
$ 6.1万
依托单位：
Kyoto Sangyo University
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J00161/
关键词：
葉表現型可塑性異形葉性発生形態 R. aquatica 多様性植物 Rorippa aquatica

项目摘要

平成27年度に行なった研究の具体的内容としては主に、前年度に行なったトランスクリプトームのデータ解析を行ない、Rorippa aquaticaの表現型可塑性に関わる遺伝子および遺伝子ネットワークの同定を行なった。これまでの研究によってclass I KNOX (KNOX1)遺伝子がR. aquaticaの表現型可塑性の発揮に重要であることが明らかになっているが、トランスクリプトーム解析によって、その中心的な制御にPIF遺伝子が関与することを示すデータが得られた。これまでにKNOX1遺伝子の発現が生育温度や光強度といった外部環境により変化することが明らかになっているが、それらの様々な外部環境因子をPIFが統合していると考えられ、本研究にとって大きな進展となった。また、R. aquaticaには表現型可塑性の程度が異なる二つの地域系統が存在することが知られ、それらの生理学的差異を明らかにするための解析も行ない、これまで知られていなかった光合成特性の差異、青色光への応答の差異などといった新規の生理学的な差異を明らかにしており、これに関して現在論文を執筆中である。また、平成27年度における研究の成果については、R. aquaticaの葉の発生時の細胞学的解析結果をPLOS ONE誌に発表した。また、R. aquaticaは生育温度の変化により表現型可塑性を示すが、その際の温度の感受に葉が関わることを示した論文をPlant Signaling & Behavior誌に発表した。加えて、前年度に発表した論文にて使用した、S期を経過した細胞の可視化に関する技術をBio-protocol誌にて発表した。その他に、岩手大学で開催された第57回日本植物生理学会にて、研究成果の発表を行なった。

2015年进行的研究的具体内容主要是对上一年进行的转录组的数据分析，并鉴定了与Rorippa Aquatica表型可塑性有关的基因和基因网络。先前的研究表明，I级诺克斯（KNOX1）基因对于在河丙酸菌中施加表型可塑性很重要，但是转录组分析提供了数据，表明PIF基因参与其中心调节。迄今为止，据透露，KNOX1基因的表达取决于外部环境（例如生长温度和光强度），但人们认为PIF整合了这些各种外部环境因素，这使得这是这项研究的主要进步。众所周知，R。aquatica具有两种具有不同程度的表型可塑性的区域性菌株，并且还进行了分析以澄清它们之间的生理差异，揭示了新的生理差异，例如以前未知的光合作用性质和对蓝光响应的差异，并且目前正在写这篇文章。此外，关于2015年的研究结果，在开发时进行了河流叶片的细胞学分析结果。此外，Aquatica R. aquatica由于生长温度的变化而表现出表型可塑性，并在植物信号和行为中发表了一份论文，表明叶子与温度的敏感性有关。此外，Bio-protocol发表了一项用于可视化细胞的技术，该技术已通过了S阶段，该阶段已在上一年发表的论文中使用。此外，在伊沃特大学举行的第57届日本植物生理学协会中提出了研究结果。