Mechanisms for sharing timing-information among tissues in Arabidopsis thaliana
| Project/Area Number |
19J20421
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
上本 恭平 京都大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 植物 / 栄養素 / 陽イオン / 輸送 / 長距離伝達 / 概日時計 / シロイヌナズナ / 時間情報 / 長距離シグナル / 無機イオン / スクロース / 糖 / シグナル伝達 |
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| Outline of Research at the Start |
動物と同様に、植物も概日時計（体内時計）をもち、組織・器官ごとに存在していることが知られている。個体レベルで時間情報を統一するため、組織・器官間で時間情報の共有が行われていることが知られているが、その共有の仕組みは未だ不明のままである。
本研究では、栄養素が概日時計に影響を与える先行研究の結果から、根からの時間情報伝達を栄養素が行うのではないかと考え、この仮説の検証を行う。さらに、時間情報の伝達がどのような生物学的意義を持つかを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究成果から、植物は地上部―根間で栄養素（糖、及び陽イオン）の輸送を介し、それぞれの概日時計をカップリングさせることで、周期長の安定化を行っているのではないかと考えられた。そこで２振動子結合系を用いた数理モデルを構築し、解析を行うこととした。先行研究の結果を踏まえて、地上部および根の概日時計をモデルとした振動子を構築した。カップリングが正常である時、通常条件（無傷の植物体）が示すのと同様に、概日リズムが示すバラつきが小さく抑えられていた。一方で、地上部ー根間でのカップリングうち、一方向でも切断された場合、概日リズムが示すバラつきが大きくなることが確認できた。これは、前年度までの生理実験で示していた結果と一致するものであり、植物が栄養素の輸送を介して、地上部ー根間における概日時計のカップリングを形成することで、概日リズムの周期長を維持しているという仮説を支持している。また、追加実験によって、低カリウム条件下で育成した植物体に一過的にカリウムを補給することで概日リズムのばらつきが抑えられることが、予備的ではあるものの示している。このことは、導管液中に確認されたカリウムのリズムが概日時計の周期長を一定に保つ上で重要であることをより強く示唆する結果であると考えられる。ここまでの研究結果を基に学会、及び研究会で発表を行った。また、論文の投稿に向けての追加実験などを前年度に引き続き行っている。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(7 results)
