高湿度下での花器官形成と生殖成立における表層脂質微量成分の分子機能と進化

高湿度下花器官形成和生殖建立中表面脂质微量成分的分子功能和演化

基本信息

批准号：
21K06231
负责人：
信澤岳
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Hiroshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06231/
关键词：
植物脂質進化環境応答植物脂質花発生

项目摘要

表層脂質は植物と外部環境とを隔てる最初のバリアである。表層脂質について乾燥耐性や耐病性，撥水性に注目した研究が進んできた一方，他の環境条件に着目した例や，表層脂質を構成する個々の脂質分子種が持つ特性および生理的意義にまで踏み込んだ知見は少ない。本研究において，花の表層脂質中の微量成分に着目し，高湿度条件に対する植物の応答・適応機構の解明を進めている。さらに，本機構の進化的な獲得起源や植物普遍性，環境適応進化の考察を加えることを目的としている。本年度は，昨年度末に実施したRNA-Seq解析（シロイヌナズナ野生型と表層脂質中微量成分の生合成能を欠損した多重変異体の花において，湿度条件を変えての比較）で得られた結果を精査し，興味深い挙動を示す遺伝子を選出した。その後，それら遺伝子についてT-DNA挿入変異体の入手に加え，CRISPR/Cas9系を活用した新規変異体アリルの作出により，遺伝子機能解析の準備を進めてきた。また，表層脂質中微量成分の進化的獲得起源と推定している車軸藻類クレブソルミディウムの遺伝子に着目し，当該遺伝子の組換えタンパク質を調製しての酵素活性測定を行ったところ，目的表層脂質のin vitroでの合成活性の検出に成功した。一方，シロイヌナズナ多重変異体を背景に，当該のクレブソルミディウムの遺伝子を過剰発現させた形質転換植物体を作出して脂質解析を行ったが，目的脂質は全く検出されなかった。その原因として，植物体内における遺伝子発現が不十分であった可能性を考えており，現在，コドンをシロイヌナズナ向けに最適化した人工遺伝子を用いることに加え，表皮特異的かつ強力なプロモーターを用いることで再挑戦中である。

表面脂质是将植物和外部环境分开的第一个障碍。虽然采用了抗抗性，抗病性和表面脂质的水的研究，但构成表面脂质的单个脂肪的特征和生理意义。在这项研究中，我们着重于花的表面脂质中的痕量成分，并阐明植物至高湿度条件并阐明适应机制。此外，目的是增加这种机制的演变，植物的普遍性以及环境适应性的演变。在这个财政年度，通过在去年年底实施的RNA-seq分析获得的结果（比较缺乏表面脂质中绣球花序的无聊成分的肥厚糊糊的花朵）。后来，除了获得这些基因的T-DNA插入外，遗传功能分析的制备通过使用CRISPR/CAS9系列的新变体烯丙基来促进了遗传功能分析的制备。集中于轴藻cleb solumidium的基因，该基因被认为是表面脂质的进化起源，并通过准备基因的重新组合蛋白来测量酶活性测量。另一方面，在超饰面多核DT的背景下，通过产生过度表达CLEB Solumidium基因的转化植物来进行脂质分析，但未检测到目的脂质。原因是植物体中基因的表达不足，除了使用人工基因优化sirinnazuna的密码子，表皮的利用和强大的启动子我正在尝试。