短日植物イネの花芽形成における二成分系信号伝達経路の解明

短日照植物水稻花芽形成中双组分信号转导途径的阐明

• 批准号: 17027026
• 负责人: 井沢 毅
• 金额: $ 2.94万
• 依托单位: National Institute of Agrobiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17027026/
• 关键词: イネ; 開花制御; 二成分系信号伝達; Ehd1; 青色光; 光周性; 短日植物; Hd1; 概日時計; luc; トランジェント解析

1)我々は、短日条件下で転写誘導を受けるEhd1遺伝子が、フィトクロム欠損変異体で脱抑制を受け、さらに、青色光による転写誘導を受けることを明らかとした。また、約2kbのEhd1プロモーターをlucレポーター遺伝子につないで、形質転換し、系統を確立、発現解析を行った所、青色光下において、急性的ではなく、恒常的に、転写活性が高くなるが、赤色光による抑制は受けないとの結果を得ている。また、連続暗条件において、Ehd1遺伝子の発現が概日度計の制御を受けることを確認した。今年度は、イネのジベレリン合成系変異体の開花遅延から、イネの花芽形成におけるジベレリンの役割を解析していたが、ジベレリンの変異体で、Ehd1転写レベルの変化を見出した。また、幼苗でのEhd1::lucレポーター遺伝子を用いた解析から、Ehd1の短日条件での発現誘導にもジベレリンが重要な役割を果たしていることを見出した。イネでジベレリンが光周性に関与しでいるのかどうかに関して、現在、解析を行っている。2)Ehd1の機能ドメインを欠く各種変異Ehd1タンパク質の過剰発現体を作成し、Ehd1による開花促進にレシーバードメインは要らないこと、また、外から添加したサイトカイニンによって、下流にあるA-RRが誘導を受けたサンプルで、Ehd1の有無により、下流のHd3aの発現が変化を受けないこと等を明らかにしている。つまり、Ehd1のレシーバーがサイトカイニンの信号伝達に関与しないことを示唆している。そこで、今年度は、シロイヌナズナのサイトカイニンの信号伝達系のB-RRであるARR1とEhd1のキメラ遺伝子を作成し、そのキメラ遺伝子を過剰発現する形質転換イネを作成し、固定系統を作成した。この系統は、短日では開花を促進し、幼苗においては、サイトカイニン添加により、Hd3aの転写を若干誘導できることを明らかにした。現在、サイトカイニン添加によるイネの開花誘導を解析中である。

1）我们发现，在短日照条件下经历转录诱导的Ehd1基因在光敏色素缺陷突变体中被去抑制，并且进一步被蓝光诱导转录。另外，当我们将大约2 kb的Ehd1启动子连接到luc报告基因上，对其进行转化，建立菌株并进行表达分析时，我们发现在蓝光下，转录活性不是急性的，而是组成型的。红光不影响抑制。我们还证实，在连续黑暗条件下，Ehd1 基因表达受到昼夜节律表的调节。今年，我们基于水稻赤霉素合成突变体延迟开花的情况，分析了赤霉素在水稻花芽形成中的作用，发现赤霉素突变体中Ehd1转录水平的变化。此外，通过对幼苗中Ehd1::luc报告基因的分析，我们发现赤霉素在短日照条件下诱导Ehd1表达中发挥着重要作用。我们目前正在分析赤霉素是否参与水稻的光周期现象。 2) 我们创建了缺乏 Ehd1 功能域的过表达突变 Ehd1 蛋白，并证明 Ehd1 促进开花不需要接收域，并且在我们收到的样品中，下游 A-RR 是由外部添加的细胞分裂素诱导的。 ，我们发现下游 Hd3a 的表达不受 Ehd1 存在与否的影响。这表明 Ehd1 受体不参与细胞分裂素信号转导。因此，今年，我们创建了拟南芥细胞分裂素信号转导系统B-RR的ARR1和Ehd1嵌合基因，创建了过表达该嵌合基因的转基因水稻植株，并创建了固定系。我们发现该品系在短日照下促进开花，并且通过添加细胞分裂素可以轻微诱导幼苗中的Hd3a转录。我们目前正在分析添加细胞分裂素对水稻开花的诱导作用。

项目成果

Comparative molecular biology in photoperiodic flowering between the short-day plant rice and the long-day plant Arabidopsis

短日照植物水稻与长日照植物拟南芥光周期开花的比较分子生物学

• 发表时间: 2005
• 期刊: Light sensing in plants (M.Wada, K.Shimazaki, M.Iino eds.)
• 作者: Moritoh S;Miki D;Akiyama M;Kawahara M;Izawa T;Maki H;Shimamoto K;Izawa T
• 通讯作者: Izawa T

Daylength measurement by rice plants in photoperiodic short-day flowering.

水稻植物在光周期短日开花中的日长测量。

• 发表时间: 2007
• 期刊: International Review of Cytology 256
• 作者: Okazaki S.Naganuma A.;Kuge S;Takeshi Izawa
• 通讯作者: Takeshi Izawa

How do rice plants measure the day length in photoperiodic flowering? -The diversity in the evolutionally conserved flowering pathways in plants -

水稻植物如何测量光周期开花中的日长？

• 期刊: International review of cytology (In press)
• 作者: Moritoh S;Miki D;Akiyama M;Kawahara M;Izawa T;Maki H;Shimamoto K;Izawa T;Izawa T
• 通讯作者: Izawa T