植物の不均一環境変動応答を支える細胞内酸化還元力バランス制御
Publicly Offered Research
| Project Area | Multi-layered regulatory system of plant resilience under fluctuating environment |
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| Project/Area Number |
21H05647
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
川合 真紀 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | NAD(P)(H) / シロイヌナズナ / NADキナーゼ / 環境ストレス / レドックス / 転写開始点制御 / NADKｃ / レッドクス |
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| Outline of Research at the Start |
NAD(P)(H)は、全ての生物が細胞内酸化還元反応に用いる電子伝達物質であり、呼吸などの異化、光合成などの同化代謝で使用される。NAD(P)(H)の量やバランスの変化は植物の環境応答や成長に大きく影響を及ぼすが、これらが変動する環境要因に対してどのように変化し、またどのような制御を受けているのかは不明な点が多い。本研究では不均一・不規則な環境下において植物が発揮するレジリエンスに寄与するNAD(P)(H)バランス制御をNAD代謝酵素の転写開始点制御を中心に解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物の成長は、光合成等により物質生産を行う同化と、呼吸等により物質を分解することでエネルギーを得る異化の絶妙な代謝バランスにより規定される。自然環境下で植物は、様々に変動する環境条件に応答して細胞内代謝の切り換えを行っていると考えられる。NAD(P)(H)は全ての生物が生体内の酸化還元反応に用いる電子伝達物質であり、その量やバランスの変化は代謝に大きな影響をもたらす。本研究では、不均一環境下におけるNAD(P)(H)バランス制御のメカニズムを解明し、植物の成長と物質生産を統御するレジリエンス機構を明らかにすることを目的として研究を行った。
葉緑体NADKキナーゼ(NADK2)が欠損したnadk2変異体では、明暗に応答したNADP+の増減がみられなくなり、常にNAD(P)(H)のリン酸化比が低い状態となっている。NAD（P）(H)バランスが崩れたnadk2変異体を用いて暗所誘導性老化時のメタボローム解析を行った。その結果、nadk2変異体とWTは非老化葉では大きく代謝物の蓄積状態が異なるが、老化の進行に伴い類似した代謝プロファイルへと遷移していくことが示された。
また、シロイヌナズナnadk2 変異体の表現型を回復させる復帰変異体（nkr; nadk revertant）を単離し、nkr1の原因遺伝子の候補をマッピングとシーケンスにより絞り込んだ。今後、本遺伝子が原因遺伝子であることの証明を行う必要がある。
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| Research Progress Status |
令和4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4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
(13 results)
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[Journal Article] Loss of peroxisomal NAD kinase 3 (NADK3) affects photorespiration metabolism in Arabidopsis2023
Author(s)
Shota Suzuki, Daimu Tanaka, Atsuko Miyagi, Kentaro Takahara, Masaru Kono, Chaomurilege, Ko Noguchi, Toshiki Ishikawa, Minoru Nagano, Masatoshi Yamaguchi, Maki Kawai-Yamada
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Journal Title
Journal of Plant Physiology
Volume: 283
Pages: 153950-153950
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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