KAKEN — 研究課題をさがす | 研究者番号: 00444646

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1. イネのケイ素集積ロジスティクス

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2024-04-01 – 2028-03-31交付
キーワード	ケイ素 / イネ / 感知 / 応答 / 調節
研究開始時の研究の概要	植物は積極的にケイ素を吸収・分配・蓄積し、また環境条件に応じてケイ素蓄積を緻密に制御し、その調節が破綻すると深刻な生育阻害が生じうることが判ってきた。本研究では、イネ茎葉のケイ素集積に応答し根のケイ酸吸収を制御する新奇長距離シグナル因子を手がかりに、その上流のケイ素感知・シグナル発現機構、下流のシグ ...

2. 土壌環境変動に応答する植物のミネラル輸送システムの可塑性の解明

研究課題

研究種目	基盤研究(S)
審査区分	大区分F
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2021-07-05 – 2026-03-31交付
キーワード	環境変動 / ミネラル輸送 / イネ / 可塑性 / トランスポーター / 制御 / 根
研究開始時の研究の概要	地球規模の気候変動により、土壌の水分状態が大きく変動するため、作物の生育に欠かせない土壌中の養分濃度や化学形態が激しく変化している。また過度の施肥により、土壌の酸性化が進み、作物の生育を阻害する有害金属が溶出してしまい、作物の生産性や安全性において大きな問題となっている。本研究は主に”水陸両用”のイ ...
研究実績の概要	イネから同定したケイ酸輸送体Lsi1とLsi2は特徴的に根の外皮細胞と内皮細胞の遠心側と向心側に偏在するが、様々な手法でこの極性局在の機構について調べ、Lsi1の極性局在はクラスリン経路のエンドサイトーシスに依存しないことを明らかにした。一方、極性局在しないオオムギのケイ酸輸送体HvLsi2をイネの ...
現在までの達成度 (区分)	1: 当初の計画以上に進展している
中間評価所見 (区分)	A+: 研究領域の設定目的に照らして、期待以上の進展が認められる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (20件うち国際共著 5件、査読あり 20件) 学会発表 (14件うち国際学会 3件、招待講演 3件) 図書 (2件) 備考 (4件)

3. イネ科作物の有害ミネラル集積機構の解明

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
審査区分	中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2021-04-05 – 2022-03-31中途終了
キーワード	カドミウム / ヒ素 / イネ / オオムギ / 輸送体遺伝子 / 品種間差 / 有害金属 / 輸送体
研究開始時の研究の概要	本研究は、重要な作物で、かつ有害ミネラルの主な摂取源でもあるイネやオオムギを研究材料に、有害ミネラルのカドミウムとヒ素の集積機構を分子レベルで解明することを目的とする。主にイネやオオムギの有害ミネラル集積の品種間差を利用して、原因遺伝子を同定し、様々な手法でその機能（発現パターン、組織・細胞局在、細 ...
研究実績の概要	１．イネカドミウム集積とヒ素集積 QTL 遺伝子のマッピング

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち国際共著 1件、査読あり 3件) 学会発表 (1件)

4. 根圏生態系の季節変動から紐解く二毛作体系の生物学的な持続性

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	次世代の農資源利用
研究機関	岡山大学
研究代表者	谷明生岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2019-07-17 – 2022-03-31完了
キーワード	微生物叢 / 農業 / 植物微生物相互作用 / Barley / Double cropping / Microbiome / Rhizosphere / Rice / 二毛作 / マイクロバイオーム / 土壌ミネラル / 野生植物
研究開始時の研究の概要	岡山県を含む日本の西南暖地で長く行われる二毛作は、地力低下や連作障害などの問題に経験的に対処しながら高い土地利用効率を実現する持続的農業生産体系と捉えることが出来るが、その持続性の基盤要因は生物学的には殆ど理解されていない。本研究では二毛作体系を継続する岡山大学資源植物科学研究所の慣行栽培区(施肥区 ...
研究成果の概要	本研究では岡山県を含む日本の西南暖地で古くから行われてきたイネ・ムギの二毛作における高い土地利用効率と持続性を説明するために微生物機能に注目し、3年間にわたり研究所圃場における微生物群集構造を含む圃場環境のデータ化に取り組んだ。その結果、イネ・オオムギにおけるそれぞれ特異的な微生物群集構造が3年間に ...

この課題の研究成果物	学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

5. イネの環境応答統合メカニズムにおける節の役割

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
審査区分	小区分44030:植物分子および生理科学関連
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31完了
キーワード	節 / イネ / 環境応答 / 応答調節
研究開始時の研究の概要	イネ科植物の体制は節を構成単位としてモジュール化されており、節には栄養素の分配や成長/休眠の制御などの機能が高度に集約されていることから、個体レベルの環境応答においても様々なシグナルの受発信/変換/転送を担う情報処理の場であると考えられる。本研究では出穂期のイネに対してソース/シンクの切除や栄養欠乏 ...
研究成果の概要	イネを対象に、環境応答を統合する節の役割を解明するため、種々のストレス条件下における節のトランスクリプトーム解析等を行い、節において特に顕著に発現し、転写調節因子、受容体、ペプチドホルモンなどをコードする機能未知遺伝子を選定した。遺伝子破壊株等を用いた機能解析の結果、カリウム/カルシウムなどの転流に ...

この課題の研究成果物	学会発表 (6件うち国際学会 1件、招待講演 1件)

6. イネ科植物の土壌pH適応におけるトレードオフ

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2017-03-31完了
キーワード	植物栄養 / 土壌適応性 / イネ科 / アルミニウム / 鉄欠乏 / 土壌pH / イネ / オオムギ / ライムギ / トランスクリプトーム解析 / RNA-seq / 植物分子生理学
研究成果の概要	土壌pHは植物の栄養素の獲得に大きな影響を及ぼす。酸性土壌では、主に土壌から溶け出すアルミニウムイオンによって植物の生長が阻害される。アルカリ土壌では、主に鉄が不溶化し植物は鉄欠乏となって生育が悪化する。植物種によって土壌pHへの適応性は大きく異なるが、その種間差を規定する分子メカニズムは解明されて ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (1件うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

7. 作物のミネラル輸送システムの統合解析

研究課題

研究種目	特別推進研究
審査区分	生物系
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2016-04-26 – 2021-03-31完了
キーワード	ミネラル / 輸送体 / タンパク質結晶構造 / 数理モデル / 作物 / イネ / 結晶構造 / ソバ / モデリング
研究成果の概要	イネやソバなどの作物において、作物の生育に欠かせない必須ミネラルや人の健康に密接にかかわる有害ミネラルの吸収、転流、分配に関わる重要な輸送体遺伝子を30以上同定し、その環境応答や制御機構、作物の生育や生産性に果たす役割を様々な手法を用いて解明した。また世界で初めてケイ素輸送体の結晶化、構造解明に成功 ...
検証結果 (区分)	A
評価結果 (区分)	A: 当初目標に向けて順調に研究が進展しており、期待どおりの成果が見込まれる

この課題の研究成果物	雑誌論文 (62件うち国際共著 37件、査読あり 62件、オープンアクセス 47件) 学会発表 (33件うち国際学会 17件、招待講演 20件) 図書 (1件) 備考 (6件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

8. イネの有害ミネラル集積を制御する因子の同定

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2016-04-01 – 2017-03-31中途終了
キーワード	イネ / 輸送体 / ヒ素 / カドミウム / 有害元素
研究実績の概要	これまでにイネのカドミウム集積の品種間差を利用して、幾つかカドミウム集積に関与する新規QTLを検出している。そのうちの一つ、7番染色体に座乗するｑCd7についてファインマッピングを行い、候補遺伝子の絞込みに成功した。この遺伝子の発現をカドミウム集積量の異なる両親間で比較すると、差が認められなかった。 ...

9. 栄養素分配におけるイネ節の機能解明

研究課題

研究種目	基盤研究(B)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授
研究期間 (年度)	2015-04-01 – 2018-03-31完了
キーワード	イネ / 節 / 無機栄養 / ミネラル / 輸送体 / 栄養素分配 / プロモーター / 植物 / 植物栄養学 / 植物分子生理学 / 分配
研究成果の概要	イネ科植物の節は著しく発達した維管束群が高度に組織化されており、栄養素の“維管束間輸送”によってその分配を制御していることが次第に明らかになってきた。本研究ではイネの節においてリン、ホウ素、鉄の維管束間輸送と器官間の分配に関わる新奇輸送体を同定し、その生理機能解析を行った。このうちリンの新規輸送体S ...

この課題の研究成果物	国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件うち国際共著 1件、査読あり 3件、オープンアクセス 1件、謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件うち国際学会 6件、招待講演 2件)

10. イネの有害元素集積を制御する遺伝子の同定と応用

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, その他部局等, 教授
研究期間 (年度)	2012-04-01 – 2015-03-31完了
キーワード	カドミウム / ヒ素 / イネ / トランスポーター / 輸送体 / 品種間差
研究成果の概要	イネのカドミウムやヒ素の集積に関与する新規遺伝子の同定を行った。カドミウムの集積に関して、カドミウム吸収の主要輸送体OsNramp5を同定した。OsNramp5は根の外皮と内皮細胞の遠心側に偏在していた。また液胞膜に局在するカドミウム輸送体遺伝子OsHMA3を過剰発現させると、カドミウムの耐性も増加 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (7件うち査読あり 7件、オープンアクセス 1件、謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件うち招待講演 2件) 備考 (3件)

11. イネの節における選択的ミネラル分配機構の解明

研究課題

研究種目	若手研究(A)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, その他部局等, 助教
研究期間 (年度)	2011-04-01 – 2014-03-31完了
キーワード	植物栄養代謝 / トランスポーター / 節 / イネ / ミネラル / 植物栄養 / 輸送体 / 分配
研究概要	イネ科植物は｢節｣において複数の維管束系を著しく発達させ、根から吸収した無機栄養素の新葉や種子への優先的な分配を実現しているが、その分子機構は解明されていなかった。本研究ではイネ節で働く亜鉛、銅、マンガンの輸送体タンパク質を同定し、元素毎に異なる特徴的な分配様式に大きく寄与していることを明らかにした ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (5件うち査読あり 5件) 学会発表 (23件うち招待講演 1件) 備考 (4件)

12. アルミニウム結合性ペプチドの同定

研究課題

研究種目	挑戦的萌芽研究
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2010 – 2011完了
キーワード	イネ / アルミニウム / ペプチド / 結合 / 結合ペプチド / 耐性 / 転写因子
研究概要	イネのアルミニウム耐性転写調節因子ART1の制御下にある遺伝子OsCDT3の機能解析を行った。OsCDT3は僅か53アミノ酸のペプチドをコードし、そのうち14個のアミノ酸はシステインであった。OsCDT3は主に根で発現し、アルミニウムによって誘導される。OsCDT3は細胞膜に局在していた。OsCDT ...

この課題の研究成果物	学会発表 (4件) 備考 (1件)

13. 劣悪化する土壌環境に適応するための植物の知恵

計画研究

研究種目	新学術領域研究(研究領域提案型)
審査区分	生物系
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, その他部局等, 教授
研究期間 (年度)	2010-04-01 – 2015-03-31完了
キーワード	酸性土壌 / 突破力 / 輸送体 / 耐性遺伝子 / アルミニウム毒性 / マンガン毒性 / 養分欠乏 / 適応機構 / 金属毒性
研究成果の概要	イネの高アルミニウム耐性に関して複数の耐性遺伝子を同定した。またこれら耐性遺伝子の発現を制御する転写因子ART１のシス配列を同定した。オオムギのアルミニウム耐性遺伝子HvAACTの発現は上流への１ｋｂの挿入で、シラゲガヤのアルミニウム耐性遺伝子HlALMT1の発現はプロモーター領域にART１と結合す ...
研究領域	大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析

この課題の研究成果物	雑誌論文 (40件うち査読あり 40件、謝辞記載あり 10件) 学会発表 (38件うち招待講演 8件) 図書 (3件)

14. イネのアルミニウム応答性遺伝子発現機構の解析

研究課題

研究種目	若手研究(B)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	山地直樹岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教
研究期間 (年度)	2009 – 2010完了
キーワード	植物成長・生理 / アルミニウム / イネ / 転写因子 / 耐性 / 植物生長・生理
研究概要	酸性土壌におけるアルミニウムイオン毒性に対して、イネではAl耐性遺伝子群の発現が誘導される。本研究ではイネ新規転写調節因子ART1がAl耐性遺伝子STAR1のプロモーター領域に結合してAl応答を制御していることを明らかにし、そのシス配列を決定した。また、ART1遺伝子を高発現する形質転換イネを作成し ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (3件うち査読あり 3件) 学会発表 (6件) 備考 (3件)

15. 植物の新規有害金属トランスポーターの同定

研究課題

研究種目	基盤研究(A)
研究分野	植物栄養学・土壌学
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2009 – 2011完了
キーワード	トランスポーター / ヒ素 / カドミウム / アルミニウム / 有害金属
研究概要	植物の有害金属(カドミウム、ヒ素、アルミニウム)の集積及び耐性に関わるトランスポーター遺伝子の同定を行った。カドミウムの超集積植物からカドミウムの無毒化に必要なTcHMA3、イネのカドミウムの集積に関わるOsHMA3をそれぞれ同定した。イネの内向きケイ酸トランスポーターLsi1はメチル化されたヒ素( ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (30件うち査読あり 30件) 学会発表 (27件) 図書 (1件) 備考 (1件)

16. ケイ酸トランスポーター遺伝子の単離と解析

研究課題

研究種目	特定領域研究
審査区分	生物系
研究機関	岡山大学
研究代表者	馬建鋒岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授
研究期間 (年度)	2005 – 2009完了
キーワード	イネ / ケイ酸トランスポーター / 極性 / 吸収 / 分配 / ケイ酸 / トランスポーター / 選択性 / カボチャ / 輸送基質 / 節 / トウモロコシ / 根 / 輸送 / 遺伝子 / 局在性 / マッピング
研究概要	ケイ素は植物の有益元素で、植物の複合ストレスを軽減することができる。本研究では、植物のケイ酸の吸収、分配に関与するトランスポーターを同定した。イネから同定したLsi1とLsi2は根で発現し、根の外皮と内皮細胞に極性をもって偏在し、根によるケイ酸の吸収に重要な役割を果たしている。またLsi6は葉の維間 ...

この課題の研究成果物	雑誌論文 (48件うち査読あり 37件) 学会発表 (51件) 図書 (3件) 備考 (1件) 産業財産権 (3件)