植物の栄養繁殖をモデルとした再生と幹細胞性の維持機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality |
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| Project/Area Number |
18H04844
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kyoto Sangyo University |
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Principal Investigator |
木村 成介 京都産業大学, 生命科学部, 教授 (40339122)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 再生 / 幹細胞 / 栄養繁殖 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アブラナ科のRorippa aquaticaは、ちぎれた葉の根元側からの再生により繁殖する。この過程には特別な条件は必要なく、水分状況さえ適切であれば、葉の切断に応答して植物体が再生する。これは、葉の一部の細胞が幹細胞性を維持しており、切断などの外的刺激に応答して幹細胞の増殖が再開するからであると考えられる。本研究では、R. aquaticaの葉の断片からの再生をモデルとして、植物の再生や多能性幹細胞の維持・増殖のメカニズムを明らかにすることを目指した。主な成果は以下の通りである。
葉片からの再生と幹細胞性維持機構の解析：再生過程の経時的なRNA-seq解析の結果と、植物ホルモンの網羅的定量解析から、再生の初期にはオーキシンとジベレリン、後期のシュートの再生にはサイトカイニンが重要であることがわかった。また、再生の誘導に必要な遺伝子ネットワークを同定するため、葉からの再生をしないシロイヌナズナとの比較トランスクリプトーム解析を行った。
新奇器官である再生繁殖芽の解析： R. aquaticaの茎生葉の葉柄の基部には、腋芽とは別に栄養繁殖に利用される芽（再生芽）がついており、茎生葉が花茎から離脱すると成長して栄養繁殖する。このような再生芽の存在は珍しいため、形態学的な解析を行った。また、RNA-seq解析により、離脱による器官成長の誘導機構について解析した。
植物の再生促進因子の探索と応用：葉片をMS培地に置床すると、普段は再生してこない葉片の先端部側からの再生が促進されることがわかっていたので、MS培地中に含まれる再生促進因子を同定した。また、ケミカルライブラリーから、植物の再生や幹細胞製の維持に影響を与える化合物を探索するためのスクリーニングを準備した。
なお、当初、学会等への参加のための旅費の執行を予定していたが、新型コロナウイルスの影響で中止になったため、未使用金が生じた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(57 results)
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[Journal Article] Root-knot nematodes modulate cell walls during root-knot formation in Arabidopsis roots2020
Author(s)
Takashi Ishida, Reira Suzuki, Satoru Nakagami, Takeshi Kuroha, Shingo Sakamoto, Miyuki T. Nakata, Ryusuke Yokoyama, Seisuke Kimura, Nobutaka Mitsuda, Kazuhiko Nishitani, Shinichiro Sawa
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Journal Title
Journal of Plant Research
Volume: -
NAID
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Developmental and molecular studies on wound-induced regeneration of Rorippa aquatica2019
Author(s)
Rumi Amano, Hokuto Nakayama, Risa Momoi, Shizuka Gunji, Yumiko Takebayashi, Shuka Ikematsu, Tomoaki Sakamoto, Hiroyuki Kasahara, Ali Ferjani, Seisuke Kimura
Organizer
Frontiers in plant environmental response research: local signaling, long-distance communication and memory for developmental plasticity
Related Report
Int'l Joint Research
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