受精を引き金とする老化：イネ生殖組織由来の老化誘導シグナル分子の同定

受精引发的衰老：来自水稻生殖组织的衰老诱导信号分子的鉴定

基本信息

批准号：
18J02251
负责人：
大西由之佑
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Yokohama City University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18J02251/
关键词：
被子植物イネ受精初期胚発生老化開花

项目摘要

被子植物の重複受精は、次世代の植物体となる受精卵（のちの胚）と、発生中の胚と発芽時の幼植物体に栄養分を供給する初期胚乳細胞（のちの胚乳）を生む。これら胚と胚乳は, 母体からの積極的な栄養供給を受けることで種子形成を完遂するが、この種子形成に伴い、母体植物は成長維持から次世代支援への生活環の移行、つまり老化を起こす。これまで、この種子形成の開始（開花に伴う受精）と老化の連動は古くからその関連が指摘されてきたが、葉組織における生理・遺伝学的な老化メカニズムの解析が進む一方で、未だその種子形成の開始と母体植物の生活環の変化を介在する分子メカニズムの正体は明らかにされていない。そこで、報告者はこの詳細を明らかにするため、人工気象機による一定環境下で栽培されたイネを用いて、受精の有無と母体植物の生活環移行との関連性を調査する。採用第1年度目では、イネの老化様式を理解するために、人工気象機内で栽培したイネの形質と老化の進行度として開花後の葉の葉緑素量を計測した。さらに同様の測定を、花序を半分数除去する、花序を全て除去するなど、外因的に受精条件を変更したイネ個体に対しても実施した。採用第2年度目では、それら計測した項目値間における相関係数を算出し、人工気象機内で栽培されたイネにおける老化進行の体系化を行うことで、受精の有無と老化進行を評価する受精-老化評価系を確立した。この評価系を用いて、外因的な受精条件の変化が及ぼす母体植物体の黄化進行への影響を解析したところ、花序の切除数に応じて葉の黄化開始日・黄化速度が変動することが示され、それらが受精の有無による影響を受けることが示唆された。採用第3年度目では、母体植物体の生活環の変化と受精を介在する因子を特定するために、受精卵において起こる変化のうち、受精に伴い発現する受精卵遺伝子群に着目し、その発現メカニズムの解析を進めた。

被子植物的重叠施肥会产生受精卵（后来的胚胎），后者成为下一代植物，而早期的胚乳细胞（后来的胚乳）为发展胚胎和发芽的幼苗提供营养。这些胚胎和胚乳通过从母亲那里接收活跃的营养供应来完整种子形成，但是随着种子的形成，父植物在生命周期中经历了从维持生长到支撑下一代的过渡，即衰老。到目前为止，长期以来已经指出了种子形成（与开花相关的施肥）与衰老之间的联系，但是尽管已经分析了叶组织中的生理和遗传衰老机制，但分子机制的真实性质介导了介导种子形成的启动以及父母植物生命周期的变化的分子机制。为了澄清这些细节，记者将使用人工天气机在某个环境下在某个环境下栽培的水稻进行施肥或不存在的存在与父母植物生命周期的过渡之间的关系。在收养的第一年，为了了解大米的衰老风格，开花后叶片中的叶绿素量被测量为在人造天气飞机上种植的水稻的特征和衰老的进展。还对外源改变受精条件的水稻个体也进行了类似的测量，例如消除了一半的花序并去除所有花序。在采用的第二年，建立了一个受精老学评估系统，以评估受精的存在或不存在，并通过计算测得的物品价值和在人造天气飞机上种植的水稻中衰老的进展之间的相关系数来计算衰老的进展。使用此评估系统，我们分析了受精条件中外源性变化对母体植物中泛黄进展的影响，并表明淡黄色开始的日期以及叶片中叶片的黄度率根据花序切除的数量而波动，这表明这些日期受到了受肥的影响或不存在。在采用的第三年，为了确定父植物生命周期的变化以及受精介导的因素，我们专注于施肥的卵基因组，这些基因与受精卵中发生的变化之间的施肥相结合，并分析了表达机制。