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Molecular mechanism of plant resilience from chilling stress via oil bodies

Research Project

Project/Area Number 19K06039
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39030:Horticultural science-related
Research InstitutionTokai University (2020-2022)
Niigata University (2019)

Principal Investigator

Takahashi Hideyuki  東海大学, 農学部, 准教授 (00455247)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 紀美子  新潟大学, 自然科学系, 教授 (10281007)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords花卉 / 休眠 / オイルボディ / リンドウ / ストレス耐性 / 萌芽
Outline of Research at the Start

植物において、脂質を貯蔵するオイルボディの機能には不明な点が多い。本課題では、多年生植物であるリンドウを用いて、植物のレジリエンス獲得におけるオイルボディの役割を、関連蛋白質の機能同定と、脂質を源とするエネルギー代謝調節の観点から解明する。さらに、冬芽の休眠から萌芽に至る過程におけるオイルボディの役割を解明し、レジリエンスを加味した新たな休眠調節モデルを構築することを目的とする。

Outline of Final Research Achievements

Gentian ortholog of OIL BODY-ASSOCIATED PROTEIN1 (GtOBAP1) was found as candidate gene involved in dormancy and budbreak of overwintering buds. The objective of this study is to elucidate the mechanism of dormancy regulation via oil bodies and GtOBAP1. In this study, we generated obap1 mutans by CRISPR/Cas9-mediated genome editing and found that the mutants showed suppression of growth recovery after the release of chilling stress, even though chilling injury was not observed. Furthermore, hydrolysis of triacylglycerols (TAGs) in oil bodies was suppressed in the obap1 mutants. These results indicated that GtOBAP1 may be involved in supply of oil body TAG-derived energy to resume growth after the release of chilling temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物におけるオイルボディの機能は大部分が未知であるが,本研究により成長回復や冬芽の萌芽に寄与する可能性が見出された.また,植物のストレス耐性がストレスで誘導される「抵抗力」と被ストレス状態から回復する「レジリエンス」の2段階で構成され,植物が安定したレジリエンスを得るためにオイルボディが中心的な役割を果たす可能性を示した.本成果は,植物のストレス耐性研究に新たな概念をもたらし,耐性強化育種に向けた新たなストラテジーとなることが期待できる.また,TAGは動植物共通の貯蔵脂質であることから,藻類のオイル産生や,動物のストレスレジリエンス等の研究への波及が期待できる.

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Gentian FLOWERING LOCUS T orthologs regulate phase transitions: floral induction and endodormancy release2022

    • Author(s)
      Takahashi Hideyuki、Nishihara Masahiro、Yoshida Chiharu、Itoh Kimiko
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 188 Issue: 4 Pages: 1887-1899

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac007

    • Related Report
      2022 Annual Research Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] リンドウの休眠制御に関連するFRUITFULLホモログの機能解析2022

    • Author(s)
      高橋秀行、西原昌宏、吉田千春、伊藤紀美子
    • Organizer
      第39回日本植物バイオテクノロジー学会(堺)大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] リンドウFLOWERING LOCUS Tの機能分化による成長および休眠相転換機構の解明2021

    • Author(s)
      高橋秀行,吉田千春、西原昌宏,伊藤紀美子
    • Organizer
      日本植物バイオテクノロジー学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Molecular and metabolic regulation of bud dormancy in perennial plant Gentiana2019

    • Author(s)
      高橋秀行
    • Organizer
      XXIII Meeting of the Spanish Society of Plant Physiology/XVI Spanish Portuguese Congress of Plant Physiology
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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