非破壊的根粒共生可視化系の開発による根粒共生窒素抑制の時空間制御機構の解明
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22K14807
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
西田 帆那 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 研究員 (70832509)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 根粒共生 / 植物微生物相互作用 / 硝酸応答 / 窒素栄養 |
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| Outline of Research at the Start |
マメ科植物に見られる根粒共生は、土壌中の窒素栄養に応じて抑制される。本研究では非破壊的な根粒共生の観察系を新たに構築して窒素栄養条件下での根粒共生を連続的かつ詳細に観察するとともに、根粒共生関連遺伝子のライブイメージングを行い時空間的発現パターンを解析することにより、窒素栄養による遺伝子発現制御と根粒共生抑制現象の関連性を明らかにし、根粒共生における窒素応答をより深く理解することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マメ科植物に見られる根粒共生は土壌中の窒素栄養に応じて抑制される。先行研究から、ミヤコグサNLP転写因子が窒素栄養に応答した多面的な根粒共生制御を可能にする転写制御系の中心的な役割を担うことが明らかになった。一方でNLP転写因子による遺伝子発現制御によって影響を受ける根粒共生過程の詳細は不明点が多い。本研究では非破壊的な根粒共生の観察系を新たに構築して窒素栄養条件下での根粒共生を連続的かつ詳細に観察するとともに、根粒共生関連遺伝子のライブイメージングから時空間的発現パターンを解析することにより、窒素栄養による遺伝子発現制御と根粒共生抑制現象の関連性を明らかにし、根粒共生における窒素応答をより深く理解することを目指す。
昨年度までに透明なアクリル板でできた薄い箱型の植物栽培装置（Rhizosphere Frame：リゾフレーム）を開発し、植物を土から掘り起こすことなく根圏の観察が可能な非破壊的根粒共生観察系を新たに構築した。
本年度はリゾフレームを用いた栽培と従来のポット栽培におけるミヤコグサの根粒共生表現型を比較し、リゾフレームにおいても十分な根粒共生が行われることを確認した。またリゾフレームを用いてオーキシンの応答性レポーター(DR5::GFP-NLS)を発現するミヤコグサ形質転換体の無窒素および硝酸処理条件下における根粒共生のタイムラプスイメージングを実施し、根粒共生過程におけるオーキシンの局在パターンおよび、硝酸処理によるオーキシン局在への影響を解析した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
根粒共生の非破壊観察系およびリアルタイムなレポーターアッセイ系の構築について論文を発表した。また、当初の計画にそって窒素栄養による遺伝子発現制御と根粒共生抑制現象の時空間的な関連性の解析をすすめることができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
非破壊的観察系を用いた無窒素および硝酸処理条件下での根粒共生関連遺伝子の時空間的発現パターンの比較観察から、窒素栄養によって制御される根粒共生現象と遺伝子発現の関係を明らかにする。また、一つの植物体の根を二つに分けたsplit-rootをリゾフレーム内で作成し、各根粒共生過程が局所的・全身的抑制のいずれに制御されるかを明らかにする。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
