葉化果実トマト系統を用いた色素体分化制御機構の研究

叶果番茄系质体分化调控机制研究

基本信息

批准号：
20J01560
负责人：
江面健太郎
金额：
$ 2.58万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J01560/
关键词：
トマト転写因子色素体果実 BLH シグナル伝達遺伝子発現

项目摘要

これまでに“葉化果実”トマト系統の果実緑化形質には、SlBLH7遺伝子の発現抑制による色素体数の増加とクロロフィル含量の増加が関与していることを明らかにしてきた。本年度は、SlBLH7とそのパラログで機能冗長が示唆される2遺伝子の多重変異体を作出した。また、SlBLH7と相互作用すること見出しているBIF1との二重変異体も作出した。今後、これらを詳細に解析することで、SlBLH7を中心とした色素体発達制御における役割と関係を明らかにできると考える。SlBLH7とそのパラログに関連した内容で学会発表をした。“葉化果実”トマト系統とBIF1ノックアウト系統の若齢果実のトランスクリプトームデータの比較解析、共通の発現変動遺伝子の転写調節領域の配列解析などから、SlBLH7およびBIF1が共通で直接制御する標的候補遺伝子を選抜した。プロトプラストを用いたトランジェントアッセイにより、葉緑体発達を促進することが報告されている転写因子や植物ホルモンの代謝に関わる酵素遺伝子などがSlBLH7とBIF1によって直接的に発現制御される可能性が示唆された。以上の結果は、SlBLH7とBIF1が複合体として共通の下流遺伝子の発現制御をすることで果実の”葉化”を抑制する制御機構が存在する可能性を支持するものである。トマトのBLH(BELL)遺伝子（SlBLH1-SlBLH14）とKNOX遺伝子（SlKN1-SlKN8）の網羅的な相互作用解析や発現解析から、果実を含む複数の組織でのBLH-KNOX間相互作用ネットワークを明らかにした。AlphaFold-multimerを用いたBLH-KNOX複合体の構造予測と相互作用実験から、BLH-KNOX複合体形成と親和性の決定へ関与することが示唆されるアミノ酸残基とリンカー領域を新たに同定した。以上の結果は論文として国際誌に投稿した。

迄今为止，已经揭示了“叶形成果实”番茄谱系的水果绿色特征涉及质体数量增加，并且由于抑制了SLBLH7基因的表达，质子素数和叶绿素含量的增加。今年，我们创建了两个基因的多重突变体，该突变体提示SLBLH7及其旁系同源物中的功能冗余。我们还与BIF1创建了一个双重突变体，该突变体与SLBLH7相互作用。将来，我们认为，通过详细分析它们，我们可以阐明质体发育控制中的作用和关系，主要是SLBLH7。该会议是关于与Slblh7及其旁程有关的内容的介绍的。通过比较“叶果实”番茄线和BIF1敲除线的年轻水果的转录组数据，选择了通常和直接受到SLBLH7和BIF1直接调节的目标候选基因，以及对常见表达可变基因的转录调节区域的序列分析。使用原生质体的瞬时测定表明，据报道促进叶绿体发育的转录因子以及参与植物激素代谢的酶基因可能直接受SLBLH7和BIF1的调节。以上结果支持了一种调节机制，可以通过控制公共下游基因作为SLBLH7和BIF1之间的复合物的表达来抑制水果的“叶片”。我们通过全面的相互作用分析和番茄BLH（Bell）基因（SLBLH1-SLBLH14）和KNOX基因（SLKN1-SLKN8）的全面相互作用分析和表达分析来揭示了多个组织中的BLH-KNOX相互作用网络。使用Alphafold-Multimer新鉴定的氨基酸残基和接头区域的结构预测和相互作用实验建议参与BLH-KNOX复合物的形成和亲和力的确定。上述结果是在国际杂志中作为论文提交的。