Adaptive evolution to acid soil reveals gene regulatory networks for aluminum tolerance

• Project/Area Number: 23K23494
• Project/Area Number (Other): 22H02227 (2022-2023)
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund (2024); Single-year Grants (2022-2023)
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 小林 佑理子 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40610952)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 美紀 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級技師 (70332294) ; 井内 聖 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (90312256)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000); Fiscal Year 2025: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000); Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2023: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2022: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: アルミニウム耐性 / 酸性土壌 / ゲノムワイド関連解析 / 環境ストレス / 遺伝子発現ネットワーク / シロイヌナズナ / アルミニウムストレス

Outline of Research at the Start

世界に分布する酸性土壌のアルミニウム（Al）ストレスは植物の生育を阻害する。そのため植物のAl耐性は、重要な農業形質である。Alストレス適応は、多くの遺伝子群がAlに応答し協調して作用することで制御されていると考えられるが、その遺伝子発現制御ネットワークの全体像は未解明である。本研究では、遺伝的に多様なシロイヌナズナ野生系統群のトランスクリプトームデータを用いて遺伝子発現制御ネットワークやゲノムワイドな関連遺伝子座を同定し、Al耐性を獲得する遺伝子ネットワークとその進化を明らかにする。本研究により、農業形質改良に有用となる植物のシステム的Al耐性の理解を前進させることが期待される。