| Project/Area Number |
22K14824
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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 38030:Applied biochemistry-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
Nosaki Shohei 筑波大学, 生命環境系, 助教 (20850910)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (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 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 転写因子 / 構造生物学 / マメ科植物 / 根粒形成 / 窒素栄養応答 / 遺伝子制御 / 相互作用解析 / 窒素吸収 / X線結晶構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
根粒菌と共生窒素固定を行うマメ科植物は、窒素栄養が豊富な土壌にて根粒共生を自ら抑える機構をもつが故に、農業上において望ましい “根粒共生と窒素肥料による窒素栄養の獲得の両立” が困難となっている。本研究では、栄養豊富な土壌環境下でも根粒共生できるマメ科植物の開発を見据え、マスター転写因子が司る根粒形成遺伝子スイッチング機構を物理化学的な側面から解明することに取り組む。本研究での成果は、植物-微生物共生の研究分野に新規軸を打ち出すとともに、ダイズなどの農業上重要なマメ科植物の中で眠る潜在能力を最大限に引き出すための基盤知見にもなると期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
Because legumes have a mechanism to suppress root nodule symbiosis by themselves in soils rich in nitrogen nutrients, it has been difficult to achieve the desired agricultural traits of both root nodule symbiosis and the acquisition of nitrogen nutrients through fertilizers. In this study, we aimed to develop leguminous plants that can coexist with root nodules even in nutrient-rich soil environments, and attempted to elucidate the mechanism by which nodule formation is controlled by the key transcription factors from a physical and chemical perspective. During the two-year research period, we deepened our understanding of the transcriptional control system that underlies the basis of nodule formation control and nitrogen nutrient response. In addition, new findings were also obtained regarding the molecular transition between the transcription factor NIN, which controls nodule symbiosis, and the nitrogen nutrient response regulator NLP during the acquisition of nodule symbiosis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、マメ科植物を代表とする根粒共生植物の根粒形成ならびに窒素栄養応答を制御する転写制御システムの理解を飛躍的に高めたといえる。また、根粒共生植物を制御する転写因子が窒素栄養応答の制御因子からどのような分子変遷を辿り根粒共生獲得を駆動したのかという点について新たな知見をもたらすことができた。将来的にダイズなどの農業上重要なマメ科植物の中で眠る潜在能力を最大限に引き出すための基盤知見になると期待される。
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