水分ストレスネットワークの時空間的制御の視覚化

水资源压力网络时空控制的可视化

• 批准号: 22K06273
• 负责人: 黒森 崇
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Okayama 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-22K06273/
• 关键词: イメージングMS; 質量分析; 植物ホルモン; アブシジン酸; 顕微鏡観察; 水分ストレス; 生体膜; トランスポーター

植物が水分状態を感知・伝播して、生体に必須な水分を最適な状態で維持していくことは、個体レベルの環境応答の中でも最も重要なネットワーク制御の一つです。一般的に高等植物は、水分ストレスを感知すると、地上部の表皮組織に存在する孔辺細胞へ情報を伝え、先ず気孔を閉鎖します。続いて、遺伝子発現の変化を起こし、生長速度や分化の質を変えていきます。アブシジン酸は、植物のストレス・ホルモンとして知られており、環境ストレスに応答して機能します。特に、水分ストレス下では、孔辺細胞に作用して気孔閉鎖を誘起し、さらにその後の植物体全体での遺伝子発現の変化を促します。アブシジン酸は、水分ストレスネットワークの段階的・時間的進行において中心的に機能するシグナル分子ですが、産生場所とその後の伝播様式については完全な解明には至っていません。本研究では、水分ストレス環境下で、中心的なシグナル分子として働くアブシジン酸が、実際にどこで産生されて、その後どのように分布しているか、時空間的に検出し、可視化することが目的です。水分ストレスネットワークの分子機構を、目に見えるかたちで視覚的に明らかにすることを目指します。これまで生体内のホルモン分子の挙動に関しては、生体に含まれる濃度が低いことが問題でした。本年度は、先ずアブシジン酸を豊富に含む植物種に関して調査し、マメ科植物を材料に用いることを検討しました。また、植物の葉をサンプルとして質量分析イメージング法を行うための準備を行いました。

植物感知和繁殖水条件以及维持生物体必需的最佳水量的能力是个体水平上环境响应中最重要的网络控制之一。一般来说，当高等植物感受到水分胁迫时，它们会将信息传递给地面以上表皮组织中的保卫细胞，这些保卫细胞首先关闭气孔。随后，基因表达发生变化，改变生长速度和分化质量。脱落酸被称为植物应激激素，具有响应环境应激的功能。特别是，在水分胁迫下，它作用于保卫细胞，诱导气孔关闭，随后促进整个植物基因表达的变化。脱落酸是一种信号分子，在水分胁迫网络的逐渐和时间进展中发挥着核心作用，但其产生的位置和随后的传播模式尚未完全阐明。这项研究的目的是检测和可视化作为中心信号分子的脱落酸的实际产生位置以及它在缺水环境中的分布情况。我们的目标是直观地阐明水分胁迫网络的分子机制。到目前为止，生物体中激素分子行为的问题一直是它们在生物体中的浓度较低。今年，我们首先调查了富含脱落酸的植物种类，并考虑使用豆类作为材料。我们还准备使用植物叶子样品进行质谱成像。

项目成果

Arabidopsis Dim1 homolog, a subunit of U5 snRNP, is involved in nutrient stress response

拟南芥 Dim1 同源物是 U5 snRNP 的一个亚基，参与营养胁迫反应

• 发表时间: 2023
• 作者: Kodai Ishibashi;Toshiro Arae;Takeshi Yoshizumi;Yukio Kurihara;Takashi Kuromori;Minami Matsui;Misato Ohtani
• 通讯作者: Misato Ohtani