Survey of miRNA molecules involved in responses to elevated CO2 of rice plants

参与水稻 CO2 升高反应的 miRNA 分子调查

• 批准号: 18F18083
• 负责人: 徳富 光恵
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: Tohoku 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 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18083/
• 关键词: 高CO2環境; 葉の発達; シグナル伝達; miRNA; イネ

高CO2環境を伝達する長距離シグナルの受け手であるP4葉（発達中の葉；完全展開葉＝P6）では、短時間の高CO2処理で18種類のmiRNAの存在量が2倍以上増大する。そのうち、miR396ファミリーは葉の発達（細胞分裂と伸長）に関与することから、miR396がシグナルとして機能するか検証した。1) シグナル伝達経路に沿ったmiR396存在量の確認シグナルは、P6葉から維管束を介して未発達葉に輸送されると考えられる（P6葉葉身→P6葉葉鞘→地上部基部→未発達葉）。RT-qPCR法により、シグナル伝達経路に沿ってmiR396ファミリーの存在量を調べた。P4葉では、3種類の前駆体（e, f, g）と2種類の成熟型（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。一方、P6葉の葉身と葉鞘では、成熟型の存在量は変化せず、2種類の前駆体（e, f）の存在量が高CO2処理で有意に増大した。P6葉では細胞の分裂と伸長が完了しており、P6葉でmiR396が何らかの機能を担うとは考えにくい。高CO2環境下、P6葉でmiR396前駆体が発現・蓄積し、これが未発達葉に輸送されると考えられる。2) 吸引・添加実験によるmiR396eのP4葉への輸送の検証昨年度、miR396eに相同な合成ssDNAをP6葉葉身先端から2日間吸引させると、高CO2処理同様、新たに展開する葉の面積が縮小することを見いだしている。DIGラベルしたmiR396e/ssDNAをP6葉先端から吸引させると、1日間の吸引でP4葉まで到達することが確認された。P4葉では、miR396eのターゲットであるGrowth Regulating Factor（GRF）遺伝子10種類のうち3種類の発現が高CO2処理で大きく抑制される。DIG-miR396e/ssDNA吸引開始7時間後、高CO2処理同様、P4葉での3種類のGRF遺伝子の発現が特異的に抑制されることがわかり、外来miR396がP4葉で高CO2処理同様に作用することが明らかにされた。

在P4叶（正在发展的叶子；完全发育的叶子= P6）中，这是传播高二氧化碳环境的远程信号的受体，在短期的高二氧化碳处理过程中，18种MiRNA类型的丰度增加了两倍以上。其中，miR396家族参与叶片发育（细胞分裂和伸长率），因此我们检查了miR396是否起信号的作用。 1）沿信号通路的信号传导MiR396被认为通过血管束从P6叶到发达的叶子（P6叶叶片→P6叶鞘鞘→腹部碱基→腹部底部>不发达的叶子）。 RT-QPCR沿信号通路检查了MiR396家族的丰度。在P4叶片中，通过高CO2处理，三个前体（E，F，G）的丰度和两种成熟形式（E，F）显着增加。另一方面，P6叶片的叶片叶片和叶鞘中的成熟形式没有变化，并且在高二氧化碳处理中，两个前体（E，F）的丰度显着增加。细胞分裂和伸长率在P6叶片中完成，Mir396不太可能在P6叶片中采用任何功能。在高二氧化碳环境下，MiR396前体被表达并积聚在P6叶片中，并被认为将其运输到欠发达的叶子中。 2）去年通过抽吸和添加实验验证MiR396E到P4叶片的运输，我们发现，当合成ssDNA同源于MiR396E从P6叶叶叶片的尖端吸出了两天，在高二氧化碳处理中，新开发的叶子的区域被减少了。有人证实，从P6叶的尖端吸出挖掘标记的miR396E/ssDNA，并在抽吸1天后到达P4叶。在P4叶片中，高二氧化碳处理可极大地抑制了10个生长调节因子（GRF）基因中的三个（GRF）基因的表达。 DIG-MIR396E/ssDNA抽吸开始后的七个小时，发现P4叶片中三种类型的GRF基因的表达被特异性抑制，与高CO2治疗类似，而外国MiR396在P4叶片中以与高二氧化碳处理方式相同。

项目成果

Nutrient uptake-based phenomics and transcriptomic analyses using diverse rice accessions

使用不同水稻品种进行基于养分吸收的表型组学和转录组学分析

• 发表时间: 2018
• 作者: Yoshiaki Ueda;Koji Kadota;Ayumi Tezuka;Atsushi J. Nagano;Taro Kadowaki;Yonghyun Kim;Mitsue Miyao;Shuichi Yanagisawa
• 通讯作者: Shuichi Yanagisawa