Elucidation of molecular regulation on sensing and signaling of available nitrogen in rice plants

• Project/Area Number: 20380042
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: HAYAKAWA Toshihiko 東北大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (60261492)
• Project Period (FY): 2008 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2010: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2009: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000); Fiscal Year 2008: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
• Keywords: 植物代謝調節 / 遺伝子 / シグナル伝達 / 発現制御 / 生理学 / 植物

Research Abstract

Molecular mechanisms underlying the sensing and signaling of available nitrogen have been unclear in plants. In this study, two important findings were obtained as described below. OsACR9 may be assembled into the glutamine-signal transduction system on ammonium assimilation in roots and re-utilization of recycling nitrogen in young organs of rice plants. OsACTPK1 could be involved in the regulation of ammonium absorption and assimilation in roots of rice seedlings grown under sufficient or excess ammonium conditions.

Research Products

• [Journal Article] Disruption of a novel NADH-glutamate synthase2 gene caused marked reduction in spike let number of rice (2011)
  • Author(s): 田村亘, 小島創一, 豊川絢子, 渡邉英生, 田淵-小林真由美, 早川俊彦, 山谷知行
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: vol.2 Pages: 57-57
  • DOI: 10.3389/fpls.2011.00057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reverse genetics approach to characterize a function of NADH-glutamate synthase1 in rice plants (2010)
  • Author(s): 田村亘, 日高佑典, 田渕真由美, 小島創一, 早川俊彦(5番目), 他5名
  • Journal Title: Amino Acids Volume: vol.39 Issue: 4 Pages: 1003-1012
  • DOI: 10.1007/s00726-010-0531-5
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reverse genetics approach to characterize a function of NADH-glutamate synthase1 in rice plants (2010)
  • Author(s): 田村亘, 日高佑典, 田渕真由美, 小島創一, 早川俊彦(5番目), 他5名
  • Journal Title: Amino Acids vol.39 Pages: 1003-1012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Reverse genetics approach to characterize a function of NADH-glutamate synthase1 in rice plants (2010)
  • Author(s): Wataru Tamura
  • Journal Title: Amino Acids Volume: 121 Pages: 535-547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cellular distribution of ACT domain repeat protein 9, a nuclear localizing protein, in rice (Oryza sativa L.) (2008)
  • Author(s): 工藤徹, 河合亜希子, 山谷知行, 早川俊彦
  • Journal Title: Physiol. Plant Volume: vol.133 Issue: 2 Pages: 167-179
  • DOI: 10.1111/j.1399-3054.2008.01051.x
• [Journal Article] Cellular distribution of ACT domain repeat protein 9, a nuclear localizing protein, in rice (Oryza sativa L.) (2008)
  • Author(s): 工藤徹, 河合亜希子, 山谷知行, 早川俊彦
  • Journal Title: Physiol. Plant. vol.133 Pages: 167-179
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cellular distribution of ACT domain repeat protein 9, a nuclear localizing prptein, in rice (Oryzasativa) (2008)
  • Author(s): Toru Kudo
  • Journal Title: Physiologia Plantarum 133 Pages: 167-179
  • Peer Reviewed
• [Presentation] イネ根における新規プロテインキナーゼ(OsACTPK1)のアンモニウ吸収制御への関与 (2012)
  • Author(s): 谷合彰子, 澤勇己, 小原実広, 吉成晃, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] イネ根における新規プロテインキナーゼ(OsACTPK1)のアンモニウム吸収制御への関与 (2012)
  • Author(s): 谷合彰子
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] 酵母スプリットユビキチン法によるアンモニウム輸送担体と細胞質型グルタミン合成酵素の相互作用の解析 (2012)
  • Author(s): 松岡香矢
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-18
• [Presentation] Evidence to support a function of glutamine synthetase 1 ; 2 in the primary assimilation of ammonium ions in rice roots (2012)
  • Author(s): Kazuhiro Funayama
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] イネにおける新規タンパク質リン酸化酵素を介したアンモニウム吸収制御とC/Nバランス (2011)
  • Author(s): 早川俊彦
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-17
• [Presentation] イネにおけるグルタミン情報伝達系への関与が期待される新規ACTドメインプロテインキナーゼ様タンパク質4のリン酸化能解析 (2010)
  • Author(s): 谷合彰子, 澤勇己, 西濱夏海, 工藤徹, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] イネにおけるグルタミン情報伝達系への関与が期待される新規ACTドメインプロテインキナーゼ様タンパク質4のリン酸化能解析 (2010)
  • Author(s): 谷合彰子
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] サイトゾル型グルタミン合成酵素1;2遺伝子破壊がイネの収量に及ぼす影響 (2010)
  • Author(s): 舟山和宏
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] イネのNADH-グルタミン酸合成酵素2遺伝子破壊変異体を用いた表現型の解析 (2010)
  • Author(s): 田村亘
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] シロイヌナズナ根のアンモニウム栄養に対する応答の分子遺伝学的な解析 (2010)
  • Author(s): 小島創一
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] シロイヌナズナ高親和型尿素輸送担体(AtDUR3)の翻訳後制御機構の探索とその基質特異性について (2010)
  • Author(s): 吉田圭吾
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2010-09-07
• [Presentation] Rice vacuolar membrane-localized amino acid transporter, OsATA1 ; 2, transports glutamine (2010)
  • Author(s): 早川俊彦, 石田隆輔, 小林啓輔, 末吉邦, 工藤徹, 白戸陽子, 本郷貴胤, 小島創一, 山谷知行
  • Organizer: 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: 犬山国際観光センター
  • Year and Date: 2010-07-28
• [Presentation] Rice vacuolar membrane-localized amino acid transporter, OsATA1 ; 2, transports glutamine (2010)
  • Author(s): 早川俊彦, 石田隆輔, 小林啓輔, 末吉邦, 工藤徹, 白戸陽子, 本郷貴胤, 小島創一, 山谷知行
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: 犬山国際観光センター
  • Year and Date: 2010-07-28
• [Presentation] Rice vacuolar membrane-localized amino acid transporter, OsATA1;2, transports glutamine (2010)
  • Author(s): Toshihiko Hayakawa
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: Inuyama International Sightseeing Center
  • Year and Date: 2010-07-28
• [Presentation] Cytosolic glutamine symthetase1;2 is one of a key enzymes in ammonium assimilation in root of rice plant (2010)
  • Author(s): Kazuhiro Funayama
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: Inuyama International Sightseeing Center
  • Year and Date: 2010-07-28
• [Presentation] Reverse genetic approach unravels the physiological functions of NADH-dependent glutamate synthasel (NADH-GOGAT1) in ammonium assimilation in the root and productivity of rice plant (2010)
  • Author(s): Wataru Tamura
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: Inuyama International Sightseeing Center
  • Year and Date: 2010-07-28
• [Presentation] Interplay between ammonium transport and auxin signaling (2010)
  • Author(s): Soichi Kojima
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: Inuyama International Sightseeing Center
  • Year and Date: 2010-07-27
• [Presentation] Changes of root system by polyamine sypply is dependent on high-affinity ureatransporter (2010)
  • Author(s): Keigo Yoshida
  • Organizer: 1^<st> International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • Place of Presentation: Inuyama International Sightseeing Center
  • Year and Date: 2010-07-27
• [Presentation] シロイヌナズナにおけるアンモニウムの輸送とグルタミン代謝の協調 (2010)
  • Author(s): 小島創一
  • Organizer: 第五回トランスポーター研究会
  • Place of Presentation: 東京医科大学病院
  • Year and Date: 2010-07-10
• [Presentation] Systemic and local root development to localized putrescine supply is dependent on high-affinity urea transporter (2010)
  • Author(s): Keigo Yoshida
  • Organizer: 21^<st> International Conference on Arabidopsis Research
  • Place of Presentation: Pacifico Yokohama
  • Year and Date: 2010-07-07
• [Presentation] シロイヌナズナ高親和型尿素輸送担体の相互作用因子の探索 (2010)
  • Author(s): 吉田圭吾
  • Organizer: 第51回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] イネにおけるNADH依存性グルタミン酸合成酵素(NADH-GOGAT)1及び2遺伝子の破壊変異体の獲得とその表現型 (2010)
  • Author(s): 田村亘
  • Organizer: 第51回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] シロイヌナズナ環境型のアンモニウム栄養に対する応答 (2010)
  • Author(s): 小島創一
  • Organizer: 第51回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 熊本大学
  • Year and Date: 2010-03-21
• [Presentation] イネ根におけるGlnセンサー候補Oatcake遺伝子族の発現特性とOsACTPK4遺伝子破壊イネの解析 (2009)
  • Author(s): 澤勇己, 西濱夏海, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] イネ根におけるGlnセンサー候補OsACTPK遺伝子族の発現特性とOsACTPK4遺伝子破壊イネの解析 (2009)
  • Author(s): 澤勇己, 西濱夏海, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] イネ根におけるGlnセンサー候補OsACTPK遺伝子族の発現特性とOsACTPK4遺伝子破壊イネの解析 (2009)
  • Author(s): 澤勇己
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] イネNADH依存性グルタミン酸合成酵素1(NADH-GOGAT1)破壊変異体の獲得と表現型の解析 (2009)
  • Author(s): 田村亘
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 液胞型アクアポリンの細胞膜アンモニウム輸送への寄与 (2009)
  • Author(s): 小島創一
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] シロイヌナズナの高親和性尿素輸送担体の翻訳後制御機構の探索 (2009)
  • Author(s): 吉田圭吾
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2009年度京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] イネにおけるACTドメインリピートタンパク質9(OsACR9)の制御下のグルタミン応答性遺伝子群候補とOsACR9の相互作用因子候補の探索 (2009)
  • Author(s): 河合亜希子, 工藤徹, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-21
• [Presentation] シロイヌナズナ高親和型尿素輸送担体の生理機能と活性制御機構 (2009)
  • Author(s): 小島創一
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-21
• [Presentation] NADH-依存性グルタミン酸合成酵素1(NADH-GOGAT1)機能欠損イネの獲得および生理学的解析 (2009)
  • Author(s): 日高佑典
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-21
• [Presentation] イネにおけるACTドメインリピートタンパク質9(OsACR9)の制御下のグルタミン応答性遺伝子群候補とOsACR9の相互作用因子候補の探索 (2009)
  • Author(s): 河合亜希子
  • Organizer: 第50回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学
  • Year and Date: 2009-03-21
• [Presentation] イネ根でのOsACR9を介した窒素情報感知と窒素応答性遺伝子の発現制御機構に関する解析 (2008)
  • Author(s): 工藤徹, 河合亜希子, 山谷知行, 早川俊彦
  • Organizer: 日本土壌肥料学会
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Presentation] イネ根でのOsACR9を介した窒素情報感知と窒素応答性遺伝子の発現制御機構に関する解析 (2008)
  • Author(s): 工藤徹
  • Organizer: 日本土壌肥料学会2008年度愛知大会
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学
  • Year and Date: 2008-09-09
• [Book] mmonium absorption and assimilation in plants. In"Nitrogen assimilation in plants" (2010)
  • Author(s): 小島創一, 早川俊彦, Nicolaus von Wiren, 山谷知行
  • Publisher: Research Signpost社
• [Book] Nitrogen assimilation in plants(Ammonium absorption and assimilation in plants.) (2010)
  • Author(s): 小島創一, 早川俊彦, Nicolaus von Wiren, 山谷知行
  • Publisher: Research Signpost社
• [Book] Ammonium absorption and assimilation in plants. In "Nitrogen assimilation in plants" (2010)
  • Author(s): Soichi Kojima
  • Publisher: Research Signpost
• [Book] Ammonia absorption and assimilation in plants. In : Nitrogen Assimilation in Plants (2010)
  • Author(s): Soichi Kojima
  • Publisher: Research Signpost(印刷中)
• [Remarks]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.htm
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbiaindex-j.htm