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車軸藻類クレブソルミディウムを用いた、植物の乾燥ストレス情報伝達経路の起源の解明

Research Project

Project/Area Number 22K06354
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

堀 孝一  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70453967)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords乾燥応答 / ストレプト藻類 / クレブソルミディウム / 陸上進出 / AREB / ABI5 / ABI3 / 植物進化 / 藻類 / 車軸藻類
Outline of Research at the Start

植物が陸上に進出し、乾燥環境を乗り越えて繁栄したことは、地球環境や生命に大きな転換をもたらしたと考えられる。申請者は植物の陸上化要因の解明を目指し、陸上植物に近縁の車軸藻類の一つクレブソルミディウムにおいてアブシシン酸は乾燥応答を誘導しないが、陸上植物と同様にbZIP型転写因子AREBが乾燥・沈水・活性酸素への応答に関与する事を示した。本研究では陸上植物の乾燥応答機構の成り立ちを議論するために、クレブソルミディウムAREB制御因子の同定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

研究代表者は植物が陸上に進出した要因を明らかにするために、陸上植物の側系統群に属するストレプト藻類クレブソルミディウムのゲノム解析に基づき、陸上環境への適応機構の進化過程を明らかにしてきた。その中で陸上植物においてアブシジン酸シグナル伝達経路であり乾燥応答に関与するbZIP型転写因子AREB2がクレブソルミディウムにも存在し、乾燥応答に関与していることを明らかにした。本研究は陸上植物の乾燥およびABAシグナル伝達機構の成立過程を明らかにするために、クレブソルミディウムにおける乾燥情報伝達機構を明らかにすることを目指す
本年度、乾燥条件のトランスクリプトーム情報に当研究室が持つ他の条件におけるトランスクリプトーム情報を含めて再解析を行った結果、乾燥応答遺伝子とオーキシン応答遺伝子の約半数が共通している事を明らかにした。さらにシスエレメント解析を行った結果、オーキシン初期応答遺伝子にもAREBの結合が期待されるシスエレメントであるABREモチーフが有意に濃縮されていることが示された。そこで、過去の研究で明らかにしていたオーキシン初期応答遺伝子のプロモーターに対して、AREBが転写を活性化するか、ベンサミアナタバコを用いたレポーターアッセイによりに解析を行った。その結果、乾燥応答にはAREB2のみが関与するが、オーキシン初期応答遺伝子はAREB1/2の双方によって転写が活性化されることが期待された。したがってAREB2は乾燥応答だけではなく、オーキシン初期応答にも関与し、AREB2は複数の情報伝達機構の集約点として機能している可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本年度は所属研究室の移動により、研究環境の大幅な変更があり、研究環境の立ち上げに大きく時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

次年度より別途研究費にて雇用される非常勤職員としての勤務になるため、本研究のエフォートを下げざるを得ないが、研究環境の立ち上げを急ぎ、効率的に本研究の目標達成を目指す。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Phosphatidic acid phosphohydrolase modulates glycerolipid synthesis in Marchantia polymorpha and is crucial for growth under both nutrient-replete and -deficient conditions2023

    • Author(s)
      Shimojo Misao、Nakamura Masashi、Kitaura Ginga、Ihara Yuta、Shimizu Shinsuke、Hori Koichi、Iwai Masako、Ohta Hiroyuki、Ishizaki Kimitsune、Shimojima Mie
    • Journal Title

      Planta

      Volume: 258 Issue: 5 Pages: 92-92

    • DOI

      10.1007/s00425-023-04247-4

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cis-regulatory elements and transcription factors related to auxin signaling in the streptophyte algae Klebsormidium nitens.2023

    • Author(s)
      Tounosu N., Sesoko K., Hori K., Shimojima M., & Ohta H.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-023-36500-x

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 植物の陸上進出と乾燥ストレス応答機構の発達2022

    • Author(s)
      堀孝一
    • Journal Title

      光合成研究

      Volume: 32 Pages: 170-170

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ゼニゴケにおける酸性糖脂質GlcADGの合成制御機構の解析2024

    • Author(s)
      木下泰辰、関根伸輔、堀孝一、太田啓之、下嶋美恵
    • Organizer
      第65回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] クレブソルミディウムのオーキシン応答と乾燥ストレス応答 -陸上植物との共通と相違-2023

    • Author(s)
      堀 孝一,唐司 典明,瀬底 かなみ,三木 健,下嶋 美恵,太田 啓之
    • Organizer
      日本植物生理学第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ストレプト藻類 クレブソルミディウム の 陸上植物型 細胞膜 H+-ATPase活性制御機構2023

    • Author(s)
      高橋 宏二、堀 孝一、太田 啓之、木下 俊則
    • Organizer
      日本植物生理学第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ゼニゴケにおけるオリゴガラクト脂質合成能と機能の解析2023

    • Author(s)
      清水信介, 堀孝一, 石崎公庸, 太田啓之, 下嶋美恵
    • Organizer
      第35回植物脂質シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] シス調節配列解析にもとづくストレプト藻類 Klebsormidium nitens におけるオーキシン誘導性遺伝子発現に関わる転写因子の探索2023

    • Author(s)
      唐司典明,瀬底かなみ,堀孝一,下嶋美恵,太田啓之
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ストレプト藻類 Klebsormidium nitens の乾燥応答におけるABI3 様転写制御因子の機能解析2023

    • Author(s)
      三木健,堀孝一,唐司典明,下嶋美恵,太田啓之
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 植物の陸上進出と乾燥ストレス応答機構の発達2022

    • Author(s)
      堀孝一
    • Organizer
      第12回日本光合成学会年会およびシンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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