植物の土壌環境適応戦略における選択的スプライシングの機能的、進化的解析

植物适应土壤环境策略中选择性剪接的功能和进化分析

基本信息

批准号：
13J08293
负责人：
西田翔
金额：
$ 3万
依托单位：
Hiroshima University (2015)The University of Tokyo (2013-2014)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

1)亜鉛超集積植物Noccaea japonica由来ZNT1/ZIP4のsplicing isoformの機能解析: 本年度は、アブラナ科植物が共通して持つZNT1/ZIP4の生理学的機能を明らかにすることを目的に、シロイヌナズナのAtZIP4の機能解析を行った。ノックアウト変異株と過剰発現株を用いた解析の結果、AtZIP4はZn輸送体をコードしないことが示唆された。一方、N. japonicaが獲得したsplicing isoformと同様、N末端に欠損を持つAtZIP4の人工ORFをシロイヌナズナに過剰発現させたところ、植物中のZn濃度は有意に上昇し、N末端欠損型のAtZIP4がZn輸送体をコードすることがわかった。これまでの研究結果から、アブラナ科が共通して持つZNT1/ZIP4の機能は不明であるが、N. japonicaを含めたZn超集積性Noccaea属植物は、高重金属土壌環境に適応する過程でZn輸送体をコードするZNT1/ZIP4のsplicing isoformを獲得したと考えられた。2)栄養欠乏ストレス下における選択的スプライシングの網羅解析: 本年度では、前年度までに絞りこまれた候補遺伝子の中から、K欠乏に特異的に応答してsplicingパターンが変化する転写因子遺伝子MYB59に着目した。RNA-Seqおよび定量PCRによる発現解析の結果、MYB59遺伝子からは主にDNA結合モチーフをコードする領域を一部欠損したisoformが転写されるが、K欠乏下では完全なDNA結合モチーフをコードするisoformの割合が有意に増加することが明らかとなった。先行研究において、MYB59の発現は主根の伸長を抑制する役割があることが示されている。本研究結果は、MYB遺伝子のsplicingパターンの変化を介した、栄養欠乏に応答した根の伸長制御の存在を示唆している。

1) 来自锌超富集植物 Noccaea japonica 的 ZNT1/ZIP4 剪接异构体的功能分析：今年，为了阐明十字花科植物共有的 ZNT1/ZIP4 的生理功能，我们研究了对来自拟南芥的 AtZIP4 剪接亚型进行了功能分析。使用敲除突变体和过表达菌株进行的分析表明，AtZIP4 不编码 Zn 转运蛋白。另一方面，当N端缺失的AtZIP4的人工ORF（类似于N. japonica获得的剪接亚型）在拟南芥中过表达时，植物中的Zn浓度显着增加，并且N端缺失AtZIP4被发现编码锌转运蛋白。根据以往的研究结果，十字花科植物中常见的ZNT1/ZIP4的功能尚不清楚，但包括日本猪笼草在内的诺卡亚属Zn超富集植物在适应富含重金属的土壤环境过程中吸收Zn人们认为获得了编码转运蛋白的 ZNT1/ZIP4 剪接亚型。 2）营养缺乏胁迫下选择性剪接的综合分析：今年，从去年缩小的候选基因中，我们重点关注转录因子基因MYB59，其剪接模式专门针对缺钾而变化。注意力。使用RNA-Seq和定量PCR进行表达分析的结果表明，MYB59基因主要转录部分缺乏编码DNA结合基序的区域的亚型，但在K缺乏的情况下，编码完整DNA结合基序的亚型被转录据透露，比例。先前的研究表明，MYB59 表达在抑制主根伸长中发挥作用。这项研究的结果表明，通过改变 MYB 基因的剪接模式来调节根伸长，以应对营养缺乏。