Bioimagingによる共生・形態形成・環境応答時のカルシウムイオン動態の解析

使用生物成像分析共生、形态发生和环境响应过程中的钙离子动力学

基本信息

批准号：
09J06074
负责人：
武田直也
金额：
$ 0.64万
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 JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J06074/
关键词：
バイオイメージング共生カルシウムスパイキングミヤコグサ

项目摘要

カルシウムスパイキングは植物-微生物相互作用におけるシグナル伝達に重要な役割も持つと推定される植物細胞内での周期的なカルシウムイオン濃度の増減であり、このカルシウムスパイキングの共生における発生機構、シグナル伝達の下流因子の解析を行うことを目的に研究を行った。このカルシウムスパイキングを計測するために細胞内カルシウムイオンの挙動をリアルタイムでとらえるバイオイメージング技術を確立する必要があった。そのためマメ科モデル植物ミヤコグサにカルシウムイオン濃度により蛍光強度を変化させるタンパク質Yellow Cameleon(YC)を形質転換により導入し、その蛍光強度を観測することで、カルシウムイオン濃度をリアルタイムでとらえる技術、カルシウムイメージングをミヤコグサに導入することを成功させた。さらにカルシウムスパイキングの解析のため、共生変異体へのYCの導入を行い、いくつかの共生変異体においてカルシウムスパイキングの解析が可能となった。またこのカルシウムイメージングを他種植物でも可能とすることを目的に、イネへのYCコンストラクトの導入を形質転換により行い、現在、その形質転換体が得られ、イメージング解析可能な植物体の選抜を行うことができるようになった。さらにカルシウム蛍光指示薬のマイクロインジェクションによる導入技術と合わせたバイオイメージングを確立させた。この方法により、異なる2つの方法をもちいてカルシウムイメージングにより解明された現象を検証することができるようになったことに加え、ミヤコグサのみでなくイネなど他種植物へのイメージング技術の適用を行うことが可能となった。

钙加标是植物细胞内钙离子浓度的周期性增加和减少，推测其在植物-微生物相互作用的信号转导中发挥重要作用。本研究的目的是分析其下游因素。为了测量这种钙尖峰，有必要建立一种可以实时捕获细胞内钙离子行为的生物成像技术。因此，我们通过转化，将一种名为Yellow Cameleon（YC）的蛋白质引入到模型豆科植物Lotus japonicum中，该蛋白质会根据钙离子浓度而改变荧光强度，通过观察荧光强度，我们开发了钙成像技术实时捕捉钙离子浓度，我们成功地将其引入到莲子中。此外，为了分析钙尖峰，我们将 YC 引入共生突变体中，从而可以分析几种共生突变体中的钙尖峰。此外，为了使这种钙成像在其他植物物种中成为可能，我们通过转化将YC构建体引入水稻中，目前我们正在获得转化体并正在选择可以通过成像进行分析的植物。此外，我们还建立了生物成像与显微注射技术相结合的钙荧光指示剂。通过这种方法，除了能够使用两种不同的方法验证钙成像所阐明的现象之外，我们还将能够将成像技术不仅应用于莲花，而且还可以应用于水稻等其他植物物种。