宇宙農業を目指した基礎的研究：重力に応答した植物の姿勢制御機構の解明

太空农业基础研究：阐明植物响应重力的姿态控制机制

• 批准号: 22K05933
• 负责人: 岡 真理子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tottori University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K05933/
• 关键词: オーキシン; カルシウム; 黄化エンドウ芽生え; 重力

擬似微小重力環境下で発芽、生育させた黄化エンドウ芽生えはオーキシンの極性移動の低下により傾斜成長する。オーキシンの蓄積部位を調べるために、オーキシン誘導性遺伝子であるDR5のプロモーターにレポーター遺伝子であるGUS遺伝子を接続した組換えエンドウを3-D クリノスタットを用いた擬似微小重力環境下において暗所で発芽、生育させたところ、1 G重力環境下と同様にオーキシン極性移動が行われているとされている導管周辺や表皮で GUS活性が認められたが、1 G重力環境下のものと比較して、GUS活性が低く、微小重力環境下では、オーキシン極性移動の低下のみならず、蓄積量も低下していることが示された。また、Ca2+チャネル阻害剤やCa2+キレート剤存在下で発芽、生育させた黄化エンドウ芽生えもオーキシン極性移動能が低下し、傾斜成長するため、Ca2+の動態とオーキシン極性移動やオーキシンの蓄積の関連について明らかにすることとした。Ca2+チャネル阻害剤GdCl3、Ca2+キレート剤EGTA存在下において、DR5-GUS組換えエンドウを暗所で発芽、生育させたところ、無処理区と同様に導管周辺や表皮で高いGUS活性が認められたが、オーキシン極性移動が低下した GdCl3、EGTA存在下では、芽生えの頂端部では高い GUS活性を示したものの、基部でのGUS活性は低かった。一方、Ca2+局在をCa2+インジケーターであるFluo-8 AMを用いて調べたところ、GdCl3、EGTA処理区では、GUS活性と同様に頂端部では導管およびその周辺で Ca2+の蓄積が認められたが、基部ではわずかな蓄積のみが認められた。これらの結果から、オーキシンと Ca2+の局在は一致していることが明らかとなり、Ca2+がオーキシンの極性移動や蓄積に関与している可能性が示唆された。

黄色形成的豌豆芽在伪微生物环境下发芽并生长，由于生长素的极性迁移减少，以倾斜的方式生长。为了研究生长素的积累位点，使用3-D-D Crinostat的模拟微重力环境中，在黑暗中发芽并在黑暗中发芽并在黑暗中生长，与生长素诱导基因DR5的启动子进行重组豌豆。在管道周围和表皮周围观察到GUS活性，据说生长素极性运动以与1G重力环境相同的方式发生。但是，GUS活性低于1G重力环境，并且表明不仅减少了极性生长素迁移，而且还减少了微重力环境中的生长素的积累。此外，由于在存在Ca2+通道抑制剂和Ca2+螯合剂的情况下发芽并生长的淡黄色豌豆芽也降低了极性生长素的转移能力并在斜坡上生长，因此我们决定阐明Ca2+动力学，生长素极性迁移和生长素的积累之间的关系。 When DR5-GUS recombinant peas were germinated and grown in the dark in the presence of Ca2+ channel inhibitor GdCl3 and Ca2+ chelating agent EGTA, high GUS activity was observed around the conduit and in the epidermis, as in the untreated segment, but in the presence of GdCl3 and EGTA, which reduced auxin polar migration, high GUS activity was shown at the apical part of the sprout,但是基部的GUS活性低。另一方面，当使用Fluo-8 AM（Ca2+指标）在GDCL3和EGTA处理的片段中检查Ca2+定位时，在顶部和导管周围观察到Ca2+的积累，类似于GUS活性，但仅观察到基部的小积累。这些结果表明，生长素和Ca2+的定位是一致的，这表明Ca2+可能与生长素的极性迁移和积累有关。