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The study on the mechanism of regulation of water transport in Arabidopsis thaliana by light and the circadian clock

Research Project

Project/Area Number 15K07106
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Plant molecular biology/Plant physiology
Research InstitutionNara Women's University

Principal Investigator

Sato-Nara Kumi  奈良女子大学, 自然科学系, 准教授 (30322663)

Research Collaborator Kose Katsumi  
Terada Yasuhiko  
Miura Kenji  
Nagata Akiyoshi  
Horikawa Yusuke  
Katsuhara Maki  
Maeshima Masayoshi  
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsシロイヌナズナ / 環境応答 / 水輸送 / 概日時計 / アクアポリン / NMRイメージング(MRI) / 根毛 / RNAスプライシング / 光応答 / 塩ストレス / MRI / フィトクロムA / 高温 / 液胞 / ストレス
Outline of Final Research Achievements

Water transport in plants is regulated by various external and internal factors such as light and the circadian clock, but the exact mechanism to fine-tune the acquirement, utilization, and preservation of water in plants in the continuously changing surroundings remains unknown. We examined the effect of light and the circadian clock on water transport and morphogenesis in Arabidopsis thaliana using MRI, as well as molecular biological and physiological technics. A photoreceptor and a clock factor were found to be involved in the gene expression and post-translational regulation of aquaporins. The modulation of aquaporin expression and activity probably correlates the changes in root water permeability, transpiration, and plant growth. The results are a basis to clarify the mechanism of regulation of water transport in the tissues and organs of plants.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

地球温暖化による気温上昇や乾燥により、植生が変化したり、作物の栽培に向かない土地が増加している。植物の健全な成長に欠かせない水の輸送の仕組みが明らかになれば、環境の変化に対応した森林等の植生の維持や農業上の水管理の技術などに応用可能であると考えられる。本研究の成果は、植物における光や時計による水輸送や形態形成の調節の仕組みを解明するため、そして生体の水の状態を測定できるMRIを植物科学において有効に活用していくための基盤となるだろう。

Report

(6 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • 2015 Research-status Report
  • Products Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017 2016 2015

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Inhibition of Pre-mRNA Splicing Promotes Root Hair Development in Arabidopsis thaliana2019

    • Author(s)
      Miku Ishizawa, Kayo Hashimoto, Misato Ohtani, Ryosuke Sano, Yukio Kurihara, Hiroaki Kusano, Taku Demura, Minami Matsui, Kumi Sato-Nara
    • Journal Title

      Plant & Cell Physiology

      Volume: 60 Issue: 9 Pages: 1974-1985

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz150

    • Related Report
      Products Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] pre-mRNA スプライシングの阻害によるシロイヌナズナの根毛形成の促進2019

    • Author(s)
      石澤 未来, 橋本 佳世, 大谷 美沙都, 草野 博彰, 松井 南, 奈良 久美
    • Organizer
      日本植物学会 第83回大会
    • Related Report
      Products Report
  • [Presentation] 時計因子ELF3は胚軸における水輸送調節にどのように関連しているのか?2019

    • Author(s)
      藤田 知美, 奥村 綾子, 土平 絢子, 前島 正義, 且原 真木, 奈良 久美
    • Organizer
      日本植物学会 第83回大会
    • Related Report
      Products Report
  • [Presentation] シロスヌナズナ液胞膜型アクアポリンAtTIP2 ; 2の過酸化水素透過性の検討2019

    • Author(s)
      山成由佳子, 中原由揮, 且原真木, 奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第83回大会
    • Related Report
      Products Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの光によるRNAスプライシングの調節と根毛形成促進との関連性の検討2018

    • Author(s)
      石澤 未来,橋本 佳世,大谷 美沙都,松井 南, 奈良 久美
    • Organizer
      日本植物学会 第82回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの根と根細胞の水透過性測定2018

    • Author(s)
      藤田知美、奥村綾子、且原真木、奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第82回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの液胞膜型アクアポリンAtTIP2;2とAtTIP2;3の水透過性2018

    • Author(s)
      山成由佳子、中原由揮、且原真木、奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第82回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナのアクアポリンTIP2;2の欠損による根の細胞伸長促進と塩ストレス耐性の向上2018

    • Author(s)
      加藤 未来、山成 由佳子、奈良 久美
    • Organizer
      第59回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの原形質膜アクアポリン遺伝子PIP2;3の高温誘導を増大させる光の波長の検討2017

    • Author(s)
      吉川美保、菰田雅子、土平絢子、前島正義、奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの原形質膜アクアポリンPIP2;1遺伝子の光による発現調節2016

    • Author(s)
      槇野智穂, 土平絢子, 丹後真奈実, 前島正義, 奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナ概日時計変異体elf3の根の水透過性2016

    • Author(s)
      奥村綾子, 且原真木, 金子智之, 奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナのアクアポリンtip2;2及びtip2;3変異体のストレス応答の解析2016

    • Author(s)
      加藤未来、奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第80回大会
    • Place of Presentation
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県宜野湾市)
    • Year and Date
      2016-09-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナのアクアポリンTIP2;2及びTIP2;3の欠損による成長への影響2015

    • Author(s)
      加藤未来、奈良久美
    • Organizer
      日本植物学会 第79回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ 新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2015-09-07
    • Related Report
      2015 Research-status Report

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Published: 2015-04-16   Modified: 2021-02-19  

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