ヒメツリガネゴケで植物ホルモンオーキシン、サイトカイニン機能解明への網羅的研究

阐明三叶立碗藓植物激素生长素和细胞分裂素功能的综合研究

基本信息

批准号：
13202066
负责人：
長谷部光泰
金额：
$ 3.84万
依托单位：
Okazaki National Research Institutes
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、ヒメツリガネゴケをモデルとして、植物の形態形成に重要な働きを持つ植物ホルモンであるオーキシンとサイトカイニンの作用機作に関わる遺伝子群を網羅的に探索することを目的とした。研究方法は、(1)ホルモン無処理、オーキシン処理、サイトカイニン処理サンプルを用いて完全長cDNAライブラリーを作成、(2)ESTの配列決定、(3)カタログ化したクローンを順次ヒメツリガネゴケで過剰発現させオーキシン処理、サイトカイニン処理したときと同じ表現型を示す遺伝子を網羅的に探索するという3段階ですすめた。その結果、1)予定全ライブラリーについて合計5万ESTの塩基配列を決定しほとんどを一般公開した(遺伝研、新井理、小原雄治との共同研究)。2)本研究で構築したEST配列データと既公開のものを合わせた統合ヒメツリガネゴケESTデータベースを構築した(投稿準備中)。各クローンのBLAST検索結果、contig地図、過剰発現時表現型などが一覧できる。3)ESTの中から興味深いクローンについて全長塩基配列を決定し遺伝子系統樹解析から被子植物ゲノムとヒメツリガネゴケゲノムの比較、その進化について考察した。4)単離プロトプラストにDNAを導入後偏光下で培養することにより第1不等分裂の方向を一方向にそろえる条件を確立した。これにより効果的スクリーニングができるようになった。5)過剰発現用に約1500クローンをサブクローニング、約500cDNAの過剰発現表現型の観察をし、オーキシン、サイトカイニンに対する応答性が異なる10cDNAの単離に成功した。これに加え不等分裂異常など生物学的に興味深い表現型を示すcDNAをカタログ化した。

本研究的目的是以苔藓植物立碗藓（Physcomitrella moss）为模型，全面探讨参与植物生长素和细胞分裂素作用机制的基因簇，这两种植物激素在植物形态建成中发挥着重要作用。研究方法包括 (1) 使用不含激素、生长素处理和细胞分裂素处理的样品创建全长 cDNA 文库，(2) 对 EST 进行测序，以及 (3) 在 Physcomitrella fasciata We 中顺序过表达编录的克隆。分三个阶段进行：全面寻找与生长素和细胞分裂素处理的基因表现出相同表型的基因。结果，1）我们确定了所有计划文库的总共 50,000 个 EST 的核苷酸序列，并将其中大部分向公众发布（与国立遗传学研究所、Osamu Arai 和 Yuji Ohara 联合研究）； 2）我们构建了一个综合的Physcomitrella EST数据库，将本研究中构建的EST序列数据与之前发布的数据（准备提交）相结合。您可以查看每个克隆的 BLAST 搜索结果、重叠群图和过表达表型。 3）确定了EST中感兴趣的克隆的全长核苷酸序列，并基于基因系统发育树分析比较了被子植物基因组和立碗藻基因组，并讨论了它们的进化。 4)将DNA导入分离的原生质体后，通过在偏振光下培养，建立使第一次不等分裂的方向沿一个方向排列的条件。这使得有效的筛选成为可能。 5)亚克隆约1500个克隆进行过表达，观察到约500个cDNA的过表达表型，成功分离出10个对生长素和细胞分裂素具有不同反应的cDNA。此外，我们还对表现出生物学上有趣的表型（例如不对称分裂异常）的 cDNA 进行了编目。