| Project/Area Number |
23H00386
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
永野 惇 龍谷大学, 公私立大学の部局等, 研究員 (00619877)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前田 太郎 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科(藤沢), 特任助教 (50631404)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
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| Budget Amount *help |
¥47,450,000 (Direct Cost: ¥36,500,000、Indirect Cost: ¥10,950,000)
Fiscal Year 2025: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,650,000 (Direct Cost: ¥10,500,000、Indirect Cost: ¥3,150,000)
Fiscal Year 2023: ¥20,150,000 (Direct Cost: ¥15,500,000、Indirect Cost: ¥4,650,000)
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| Keywords | ジャスモン酸 / サリチル酸 / 植食者 / トランスクリプトーム / 植物 / GWAS / 発現マーカー / 環境応答 |
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| Outline of Research at the Start |
野外では複数の物理的環境、生物的環境が複雑かつ複合的に変動する。複雑な野外環境下で、植物は虫害などの生物的環境刺激にどのように応答しているのだろうか？本研究では、生物的環境応答に主要な役割を果たす植物ホルモンのジャスモン酸/サリチル酸（JA/SA）が誘導する応答と温度・光・概日時計の相互作用を解明する。また、それをもとに作成したJA/SA応答発現マーカーと大規模野外食害調査データ、新規GWAS手法を組み合わせることで、野外でのJA/SA応答動態と生物間相互作用に与える影響の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
複雑な野外環境下で、植物は生物的環境に対してどのように応答し、さらにそれは植食者や周囲の植物個体との相互作用にどのような影響を与えているのだろうか？この問いに答えるため、本研究では、生物的環境応答に主要な役割を果たす植物ホルモンのジャスモン酸/サリチル酸を介して誘導される応答と温度・光・概日時計の相互作用の解明と、それをもとに作成したジャスモン酸/サリチル酸応答発現マーカーなどを用いた、野外でのジャスモン酸/サリチル酸応答動態の解明、および生物間相互作用に与える影響の解明、を目指す。
今年度は、まず、複雑な野外環境下におけるジャスモン酸/サリチル酸応答を推定するために、様々な温度、光、概日時計条件、ジャスモン酸/サリチル酸濃度条件で体系的なトランスクリプトームデータ取得を進めた。このようなデータの取得には、は非常に多数の植物の育成、サンプリング、RNA-Seq解析が必要となる。これまでに独自に確立してきた、96ウェルプレートを用いたシロイヌナズナ幼植物体の育成、破砕のシステムや、植物破砕液から直接逆転写が可能なバッファを用いることで、データの取得を効率的に進めた。これまでに取得した一部のデータを用いて、ジャスモン酸濃度、サリチル酸濃度（より正確にはある濃度で処理された状況に相当する植物の応答状態）を推定する発現マーカーを試作した。発現マーカーの学習に用いていないテストデータを用いて検証したところ、発現マーカーは様々なジャスモン酸濃度、サリチル酸濃度の組み合わせの条件において、ジャスモン酸濃度、サリチル酸濃度をそれぞれ独立に精度よく推定することが出来るということを確認した。
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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
本年度の計画に従って、様々な温度、光、概日時計条件、ジャスモン酸/サリチル酸濃度条件における体系的なトランスクリプトームデータ取得は順調に進捗している。また、一部のデータを用いて作成した発現マーカーの試作版も、現状のテストデータの範囲では十分な予測精度を示すことが確認できた。以上から、「（２）おおむね順調に進展している。」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、様々な温度、光、概日時計条件、ジャスモン酸/サリチル酸濃度条件における体系的なトランスクリプトームデータ取得を完了し、得られたトランスクリプトームデータ全体を用いて発現マーカーを作出する。また、作出した発現マーカーを実際の野外トランスクリプトームデータに適用し、野外における食害とジャスモン酸/サリチル酸応答状態の包括的な解析を進める。
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