| Project/Area Number |
20H05684
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Broad Section G
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
経塚 淳子 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90273838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嶋村 正樹 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (00432708)
山口 信次郎 京都大学, 化学研究所, 教授 (10332298)
秋山 康紀 大阪公立大学, 大学院農学研究科, 教授 (20285307)
瀬戸 義哉 明治大学, 農学部, 専任准教授 (40620282)
野村 崇人 宇都宮大学, バイオサイエンス教育研究センター, 准教授 (60373346)
亀岡 啓 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (00759152)
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| Project Period (FY) |
2020-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Declined (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥196,820,000 (Direct Cost: ¥151,400,000、Indirect Cost: ¥45,420,000)
Fiscal Year 2023: ¥36,920,000 (Direct Cost: ¥28,400,000、Indirect Cost: ¥8,520,000)
Fiscal Year 2022: ¥37,310,000 (Direct Cost: ¥28,700,000、Indirect Cost: ¥8,610,000)
Fiscal Year 2021: ¥40,430,000 (Direct Cost: ¥31,100,000、Indirect Cost: ¥9,330,000)
Fiscal Year 2020: ¥44,590,000 (Direct Cost: ¥34,300,000、Indirect Cost: ¥10,290,000)
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| Keywords | 植物ホルモン / ストリゴラクトン / KL信号伝達系 / 進化 / 植物の増殖 / Bryosymbiol / コケ / コケ植物 / AM菌共生 / 根圏シグナル物質 / 植物の陸上進出 / 成長の最適化 / KL |
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| Outline of Research at the Start |
ストリゴラクトンは根から分泌されて土壌中でAM菌との共生を促進する根圏シグナル物質である。AM菌共生は植物の陸上進出を可能にし、さらに陸上でのその後の繁栄を支えてきた。種子植物はSL受容体をもっており、SLは個体内で成長を調節する植物ホルモンとしても働き、養分吸収と成長のバランスを制御して植物の成長を最適化する。本研究では、植物がAM菌との共生関係を構築し、それに合わせて成長を調節する仕組みを進化させた道筋を分子レベルで理解することをめざす。本研究により、地球が緑の惑星となりえた理由の一端を明らかにすることができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ストリゴラクトン信号伝達系は、未知物質KLの信号伝達系から進化した。KL信号伝達系の祖先型の機能を明らかにするために、コケ植物やシダ植物における解析を進めた。コケ植物タイ類のゼニゴケでは、KL信号伝達系が栄養繁殖を促進し、KL信号伝達のオン/オフの調整により栄養繁殖の程度を調節していることを明らかにした。セン類ヒメツリガネゴケではKL信号伝達は原糸体から茎葉体への成長相の転換を抑制しており、KL信号伝達のオン/オフ調整により個体の成長が調節されていることを明らかにした。シダ植物リチャードミズワラビを用いた解析のために、形質転換系およびCRISPR系を確立した。
KAI2ゼニゴケKAI2（MpKAI2）がシロイヌナズナkai2変異体を相補できない要因を追究した。シロイヌナズナMAX2との相互作用能の低下が要因であることが示唆されていたが、MpKAI2の一部の領域をシロイヌナズナ型に置換することで相互作用能が回復することを明らかにした。
ゼニゴケDLP1の基質候補であるジエンラクトンがKLである可能性を追究し、ジエンラクトンはKLそのものではないという結論に至った。しかし、DLP1の生体内での真の基質はKLの候補であることから、dlp1変異体で顕著に蓄積している物質をLC-MSで探索し、候補のピークを２つ検出した。
フタバネゼニゴケのSLであるBSB生産量はリン酸欠乏だけでなく窒素欠乏でも増加することを明らかにした。セン類のスギゴケとヨツバゴケにはMAX1遺伝子が保存されており、それらの仮根浸出液からはBSBは検出されなかったが、その前駆体のカーラクトン酸が検出された。
コケ植物主要分類群の無菌培養株の確立を進め、タイ類ウロコゴケ類、セン類イクビゴケ類、スギゴケ類、ツノゴケ類ツノゴケモドキ科で新たな株を確立した。菌共生の有無について多様性がある日本産ゼニゴケ属の分類学的再検討を行った。
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Assessment Rating |
Interim Assessment Comments (Rating)
A: In light of the aim of introducing the research area into the research categories, the expected progress has been made in research.
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