| Project/Area Number |
23K19376
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0702:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | National Institute for Basic Biology |
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Principal Investigator |
後藤 崇支 基礎生物学研究所, 共生システム研究部門, 特任助教 (60980844)
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| Project Period (FY) |
2023-08-31 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 根粒共生 / 植物ホルモン / オーキシン |
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| Outline of Research at the Start |
マメ科植物は、根粒菌を取り込み、根に窒素固定器官「根粒」を形成する。この根粒共生により、マメ科植物は、多くの植物が育たない貧栄養土壌でも旺盛に生育することができる。申請者は、これまでに、植物ホルモンとして有名なオーキシン（IAA）が根粒共生の過程でメチル化されることを見出しており、本研究では、メチル化修飾を受けたIAA（MeIAA）の細胞~組織レベルでの機能を調査する。具体的には、マメ科モデル植物ミヤコグサにMeIAAを投与した際の細胞の応答を調査する。また、根粒共生に関わる他の植物ホルモンとの相互作用についても調査することで、共生過程におけるMeIAAのはたらきについて多面的に明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々はこれまでに、植物ホルモンとして有名なオーキシン（IAA）が根粒共生時にメチル化されることを見出している。本研究では、このメチル化修飾を受けたIAA（MeIAA）の生理機能を解明するために、マメ科モデル植物であるミヤコグサとその根粒共生変異体を用いて実験を行なった。分子の生理機能解析において最も明快な方法は、その分子を投与して生物の反応を観察することである。しかしながら、結果の出力にかなりの時間を要する場合、さまざまな問題が生じる。そこで、今年度はまず、植物ホルモンに対して早期応答性を示すミヤコグサ変異体を探索した。その結果、astray変異体では、通常サイトカイニン処理後1ヶ月ほどでみられる根粒様構造の形成が、わずか10日で達成されることがわかった。さらにMeIAA処理を加えると、その形成はさらに促進された。以上の研究成果については、国際会議（The 6th APMNF)の招待講演などで発表している。
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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
研究の初期段階ではミヤコグサの野生型個体を用いて実験しており、植物ホルモン処理から表現型観察までにかなりの時間がかかる点に苦慮していた。そこで植物ホルモンに対して早期応答性を示すミヤコグサ変異体を探索し、astray変異体を見出したことで、この問題を克服することができた。さらに、当初から予定していた根粒共生に関わる他の植物ホルモンとの相互作用に関する知見も得られ、本研究課題はおおむね順調に進展していると結論づけた。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、根粒形成が亢進するミヤコグサ変異体同士の交配を行い、二重変異体の作製を試みている。この二重変異体を用いることで、サイトカイニン応答やMeIAA応答がさらに見やすくなると期待される。また、これらの植物ホルモン処理後の根の細胞形態やシグナリングについて、現在調査している。
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