研究の目的
植物細胞内で行なわれている選択的なタンパク質分解は、植物ホルモンのシグナル伝達、花器官の形態形成、概日時計の制御といった多くの現象に深く関わっていることが明らかとなってきている。
本研究では、モデル実験植物シロイヌナズナで我々が見出したLOVドメインを有するタンパク質分解制御因子(LKP)による細胞伸長制御と花芽形成時期決定の分子制御メカニズムを解明し、それらの制御に関わる因子を利用した分子育種への応用の可能性を探ることを目的とする。
研究項目及び実施体制(◎は研究代表者)
- 多機能性タンパク質分解制御因子と制御関連因子の同定と機能解析
- 多機能性タンパク質分解制御因子及び制御関連因子の遺伝子改変・操作による農作物・園芸作物での有用性評価
(◎清末 知宏/香川大学総合生命科学実験センター)
研究の内容及び主要成果
- LKP2がSCF複合体を形成することを示すとともに、LKP2の各機能ドメインが植物体に与える効果を明らかにした。
- LKP2相互作用因子を多数同定するとともに、LKPファミリータンパク質が相互作用因子に依存して細胞内分布を変えることや、相互作用因子のいくつかが花芽形成時期を制御し得ることを明らかにした。
- LKP2や相互作用因子遺伝子を遺伝子組換えに用いることにより、農作物や園芸作物の塊茎形成や花芽形成時期、草丈の制御に成功した。
見込まれる波及効果
本研究により、LKPファミリー及びLKP相互作用因子遺伝子は、バイオテクノロジーを用いた作物の収量増加、花芽形成時期制御などに多面的に利用できる可能性が示された(特許出願:国際1件、国内2件)。
主な発表論文
- Takase T., et al.: Over-expression of the chimeric gene of the floral regulator CONSTANS and the EAR motif repressor causes late flowering in Arabidopsis. Plant Cell Rep. (in press)
- Geekiyanage S., et al.: Anthocyanin production by over-expression of a grape transcription factor gene VlmybA2in transgenic tobacco and Arabidopsis. Plant Biotech. Rep. (in press)
- Geekiyanage S., et al.: The combined effect of photoperiod, light intensity and GA3 on adventitious shoot regeneration from cotyledons of spinach (Spinacia oleracea L.). Plant Biotech. 23 : 431-435 (2006)
- Fukamatsu Y., et al.: Identification of LOV kelch protein 2 (LKP2)-interacting factors that can recruit LKP2 to nuclear bodies. Plant Cell Physiol. 46 : 1340-1349 (2005)
- Yasuhara M., et al.: Identification of ASK and clock-associated proteins as molecular partners of LKP2 (LOV kelch protein 2) in Arabidopsis. J. Exp. Bot. 55 : 2015-2027 (2004)
研究のイメージ
