CORYNEはMedicago truncatula花束の枝分かれを調節し,樹状菌根共生の調節に保存された役割を果たします
Johnathan Orosz1, Erica Xinlei Lin1, Yerisf C Torres Ascurra2
1Department of Biology, University of Miami, Coral Gables, FL, USA.
Medicago truncatula の偽キナーゼ CORYNE (CRN) は,植物の発達と有益な微生物との相互作用を調節する二重の役割を果たします. CRNは,トウモロコシに保たれた機能である樹冠菌共生に負の影響を及ぼします.
科学分野:
- 植物生物学
- 分子 植物 微生物 相互作用
- プラント開発
背景:
- CLAVATAのシグナル伝達経路は,植物発育と環境相互作用において,移動性ペプチド (CLE) と受容体複合体 (例えば,CLAVATA1,CLAVATA2,CORYNE/CRN) を含む.
- CLAVATAシグナル伝達のメリシステム維持における役割はよく研究されているが,植物-微生物共生,特に状菌根 (AM) 菌類との調整はあまり理解されていない.
- CORYNE (CRN) は,しばしばCLAVATA経路内で機能する偽キナーゼですが,シンバイオシスの特定の役割については,さらなる調査が必要です.
研究 の 目的:
- Medicago truncatula CORYNE (MtCRN) が植物発育と植物と微生物の相互作用,特にAM共生において果たす役割を調査する.
- 異なる植物種において,AM共生におけるCRNの機能が保たれているかどうかを判断する.
- トランスクリプトミア分析を用いて共生におけるMtCRNの機能の基礎となる分子メカニズムを探る.
主な方法:
- 花束のメリステムの分岐を観察することによって,芽の発達におけるMtCRNの役割を調査した.
- GUSレポーターアッセイを用いて根のMtCRNプロモーター活動を分析した.
- 異なる窒素条件下で,AM菌のコロニー化への反応におけるMtCRN発現を調べ,その共生への影響を評価した.
- M. truncatula crnの根のトランスクリプトミア分析を行い,影響を受けた信号伝達経路を特定しました.
主要な成果:
- MtCRNは花束のメリステム分岐を調節し,根の血管組織とメリステム組織で活性を示すことが判明しました.
- MtCRNの発現は,AMコロニー化された皮質細胞に誘発され,窒素に依存した方法でAM共生を否定的に調節する.
- このCRNによるAM共生の負の調節は,Zea maysでも観察され,植物種間で機能が保たれていることを示した.
- MtCRNは部分的にMtCLE53信号から独立して機能し,トランスクリプトミックのデータは,crn根の栄養,共生,およびストレスシグナルの混乱を明らかにした.
結論:
- Medicago truncatula CRNは2つの役割を果たし,発芽の発達に影響を与え,AM共生を否定的に調節する.
- AM共生を否定的に調節するCRNの機能は,Zea maysのようなモノコットに保存されます.
- MtCRNは栄養,共生,ストレス反応を含む様々なシグナル伝達経路を統合し,植物の発達と環境の相互作用における多面的な役割を強調しています.
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