Analysis of molecular mechanisms for nutritropism in plant roots in response to external nutrient gradients
Publicly Offered Research
| Project Area | Multi-layered regulatory system of plant resilience under fluctuating environment |
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| Project/Area Number |
21H05650
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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 | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山崎 清志 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任講師 (20611297)
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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 | 栄養屈性 / アンモニウム輸送 / オーキシン / 偏差成長 / 屈性 / 根 / 植物栄養 / 不均一栄養環境 / イネ / 栄養応答 |
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| Outline of Research at the Start |
植物を取り巻く栄養環境は空間的に連続的な変化をしているはずで、植物はそのような勾配のある環境に適切に応答するための様々な機能を獲得してきたはずである。栄養屈性は不均一な栄養分布の土壌で根が効率よく栄養を探し当てるために重要な能力であると考えられる。本研究提案では先行研究において同定した栄養屈性において真逆に関与する2つの栄養屈性制御遺伝子OsNAT (アンモニウム輸送体)及びOsENR1(機能未知)の機能解析を通じて、植物根がどのように栄養勾配の感知と伸長方向の変化を行うのか、その分子機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では主に栄養屈性に関与するOsNAT (Nutritropic ammonium transporter)の機能解析を通じて、イネの根がどのように栄養濃度勾配の感知と伸長方向の変
化を行っているのか、その分子機構の解明を目指した。GUSレポーター系によりOsNATのプロモーター活性を調べると、主根及び側根の根端において静止中心の下部に位置するコルメラ根冠に染色が観察されることをこれまで明らかにしてきたが、一本の主根から生じる側根における発現を、古い側根から新しく生じたものまで詳細に調べることで、側根が生じ始めるところですでにOsNATはコルメラで発現し、長く伸びて古くなった根では発現がほとんど見られなくなることが分かった。また、栄養屈性と重力屈性との関連を調査した。栄養屈性により重力方向に逆ってでも根は栄養源に集まるが、重力屈性の度合いを物理的に低下させる実験環境では栄養屈性の度合いが向上する知見を得た。このことは、栄養屈性は栄養屈性刺激があったとしても重力屈性と干渉しあいながら栄養源に応答して屈曲していることを示す。
本年度は論文投稿にも注力した。名古屋大学 中園グループ・国立遺伝学研究所との共同研究で昨年度明らかにした、植物ホルモンであるオーキシン・ジベレリン・エチレンのシグナル伝達が栄養屈性には必要もしくは重要であることを論文にまとめた。さらに、主根で栄養屈性を示すWRC25品種のEMS変異原処理集団を作成する過程において、種子胚細胞に導入されたEMS変異が、そこから生じた異なる分げつごとに独立に遺伝すること＝独立な変異体が得られることを明らかにし論文にまとめた。
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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
(3 results)
