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ペプチドホルモンCEPを介した全身的な窒素取り込み制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20J20049
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

大久保 祐里  名古屋大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2023-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords硝酸トランスポーター / キナーゼ / リン酸化プロテオミクス / ホスファターゼ / シロイヌナズナ / 窒素栄養
Outline of Research at the Start

植物は土壌から窒素栄養として主に硝酸イオンを吸収しているが、自然界において土壌中の硝酸イオンは常に均一で十分に存在するわけではない。そのため植物は、根の一部が窒素欠乏を感知すると、他の根で相補的に多くの窒素栄養を取り込む仕組みを進化させてきた。これまでの研究で、ペプチドホルモンCEPが根の窒素欠乏を葉へと伝え、葉のCEP受容体下流で2次シグナルCEPDが産生し、CEPDが根へ移行して硝酸イオンの取り込みを増大させていることが明らかとなっている。本研究では、2次シグナルCEPD下流で発現するホスファターゼを介した硝酸取り込み活性の制御、および窒素取り込み抑制シグナル伝達因子の探索を行う。

Outline of Annual Research Achievements

植物は土壌から窒素栄養として主に硝酸イオンを吸収しているが,自然界において土壌中の硝酸イオンは常に均一で十分に存在するわけではない.そのため植物は、根の一部が窒素欠乏を感知すると,他の根で相補的に多くの窒素栄養を取り込む仕組みを進化させてきた.本研究では,ペプチドホルモンCEPを介した全身的な窒素吸収の制御機構の解明を進め,植物の窒素恒常性維持の詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目指している
前年度までに,硝酸トランスポーターNRT2.1の501番目のセリンを脱リン酸化するホスファターゼCEPHを同定し,CEPHによってNRT2.1の硝酸吸収活性がONになることが明らかとなった.そこで今年度は,501番目のセリンをリン酸化して硝酸吸収活性をOFFにするキナーゼの探索を行った.高窒素条件下では501番目のセリンのリン酸化レベルが上昇することに着目し,高窒素条件で発現量が誘導されるキナーゼをトランスクリプトーム解析によって探索した.その結果,発現誘導率の高いキナーゼ遺伝子TOP10の中に同じファミリーに属する2遺伝子が含まれていた.この2遺伝子について多重欠損株および過剰発現株の作出を進めており,これらの株を用いて硝酸吸収活性やNRT2.1のリン酸化レベルの検証を行う予定である.

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2021 2020

All Journal Article (4 results) (of which Open Access: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Information Processing to Learn from Plants and Learn about Plants:Long-distance Signaling Regulates Nitrogen Uptake in Plants2021

    • Author(s)
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • Journal Title

      情報処理

      Volume: 62 Issue: 12 Pages: e10-e12

    • DOI

      10.20729/00213735

    • NAID

      170000185922

    • Year and Date
      2021-11-15
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] An ingenious mechanism of regulating nitrogen acquisition in plants.2021

    • Author(s)
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 93 Issue: 3 Pages: 400-403

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2021.930400

    • NAID

      40022647462

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2021-06-25
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] 窒素取り込みを制御する長距離移行ペプチド2021

    • Author(s)
      大久保 祐里、松林 嘉克
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 5 Pages: 13-17

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Journal Article] A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.12021

    • Author(s)
      Ohkubo Yuri、Kuwata Keiko、Matsubayashi Yoshikatsu
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 7 Issue: 3 Pages: 310-316

    • DOI

      10.1038/s41477-021-00870-9

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Regulation of plant nitrogen acquisition by long-distance mobile peptides and a novel phosphatase2021

    • Author(s)
      大久保祐里
    • Organizer
      Max Planck Institute for Plant Breeding Research オンラインセミナー
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 脱リン酸化酵素CEPHを介したNO3輸送体NRT2.1の活性化2021

    • Author(s)
      大久保祐里,桑田啓子,松林嘉克
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] A type 2C protein phosphatase activates high-affinity nitrate uptake by dephosphorylating NRT2.12021

    • Author(s)
      大久保祐里
    • Organizer
      学術変革領域「不均一環境と植物」第1回若手の会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 植物の窒素吸収を制御する長距離移行ペプチド群2021

    • Author(s)
      大久保祐里,松林嘉克
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会ワークショップ 『不均一環境変動に対する植物の情報統御機構』
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Book] 生物の科学 遺伝2020

    • Author(s)
      大久保 祐里,松林 嘉克
    • Total Pages
      160
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      4860436393
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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