SnRK1-FBH4による窒素シグナルに応じた花成制御機構の解明
| Project/Area Number |
19J21101
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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 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
眞木 美帆 北海道大学, 生命科学院, 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 | 窒素栄養 / 花成 / 転写因子 |
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| Outline of Research at the Start |
窒素は植物の成長や発達を制御するシグナル分子である。花成は植物の繁殖最適化に重要な生命現象だが，窒素シグナルによる花成制御の分子機構は未解明な点が多い。これまでシロイヌナズナを用いた解析から，低窒素条件で野生型が早咲きを示すこと，この制御に転写因子FBH4とSnRK1キナーゼが関与することが示唆されている。本研究では，FBH4リン酸化の機能解析とSnRK1の機能解析を行い，SnRK1-FBH4による窒素栄養に応じた花成制御の分子機構解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，SnRK1-FBH4による窒素栄養に応じた花成制御の分子機構解明を目指している。研究背景として，低窒素条件において転写因子FBH4のリン酸化状態が変動すること，FBH4が花成制御に重要な因子であるCOとFT転写活性化に関わることが示唆されていた。また，SnRK1キナーゼが低窒素条件でのCOとFT遺伝子発現上昇に関わることを見出していた。
当該年度は，窒素シグナルに応じたSnRK1キナーゼと転写因子FBH4リン酸化の機能に関してさらに詳細な解析を行った。結果として，FBH4のリン酸化状態が，標的遺伝子であるCOの転写量に影響を与えることに加えて，FBH4自身のタンパク質細胞内局在性に影響を与えることが分かった。低窒素条件ではFBH4のリン酸化状態と細胞内局在性が変化しており，それによってCOとFTが上昇し花成が誘導されることを示唆するデータを得た。さらに，SnRK1キナーゼとFBH4の関係性について，FBH4リン酸化状態の検証やCO遺伝子発現解析を行った。その結果，SnRK1キナーゼは植物体内でFBH4のリン酸化制御に関与すること，SnRK1キナーゼによるFBH4のリン酸化はCOの転写量に影響を与えることが分かった。
これまでの研究成果をまとめると，SnRK1キナーゼによるFBH4のリン酸化修飾が花成誘導のブレーキの機能を担っており，窒素条件に応じてFBH4リン酸化状態が変化することでCO-FT経路を介して花成が制御されていることを明らかにした。
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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
(20 results)
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[Journal Article] Low nitrogen conditions accelerate flowering by modulating the phosphorylation state of FLOWERING BHLH 4 in Arabidopsis2021
Author(s)
Miho Sanagi, Shoki Aoyama, Akio Kubo, Yu Lu, Yasutake Sato, Shogo Ito, Mitsutomo Abe, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Takatoshi Kiba, Hirofumi Nakagami, Filip Rolland, Junji Yamaguchi, Takato Imaizumi, and Takeo Sato
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: -
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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