根の形態変化を介した植物の成長戦略

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 23119511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 青山 卓史 京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: 植物 / 組織・細胞 / 生体分子 / 環境 / 根

Outline of Annual Research Achievements

１）根毛伸長のリン酸欠乏応答におけるPIP5K活性化機構
シロイヌナズナのPIP5K遺伝子群の中でPIP5K3およびPIP5K4はプロモーター領域にリン酸欠乏応答に関与する転写因子PHR1の認識配列をもっており、リン酸欠乏条件下において転写レベルで発現上昇することが明らかになった。両遺伝子の二重欠損変異体株pip5k3pip5k4に対してPHR1の認識配列に変異を与えた改変遺伝子pip5k3pmおよびpip5k4pmを導入した二重部分相補体pip5k3pip5k4/pip5k3pmpip5k4pmは、通常条件下では野生型株と同様の根毛伸長を示したが、幼苗時のリン酸欠乏下では野生型株で観られる根毛伸長促進を示さないことが判った。この実験結果から、シロイヌナズナ幼苗でのリン酸欠乏応答性の根毛伸長促進は専らPHR1を介したPIP5K3およびPIP5K4の転写活性化によってなされていることが示された。また、二重部分相補体の幼苗は可溶性リン酸の濃度を減少させた場合には野生型と同様のリン酸欠乏感受性を示すが、リン酸の総含有量を一定にして難容性リン酸を増やした条件下では野生型に比べて高い感受性を示した。
２）根端における植物ホルモンシグナル応答の高感度検出系の開発
根端領域における環境刺激にともなうオーキシンおよびサイトカイニンシグナルの動態観察のために、オーキシンシグナル応答性プロモーター下流に核移行シグナルを付加した赤色蛍光タンパク質コード配列をつないだ遺伝子（DR5-NLS-tdTomato）、およびサイトカイニン応答性プロモーター下流に核移行シグナルを付加した黄色蛍光タンパク質コード配列をつないだ遺伝子（TCS6-NLS-YFP）を作製し、それらを共に有する形質転換シロイヌナズナ株を得た。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Ca2+-binding protein PCaP2 located on the plasma membrane is involved in root hair development as a possible signal transducer (2013)
  • Author(s): Kato, M., et. al.
  • Journal Title: Plant Journal Volume: (印刷中) Issue: 4 Pages: 690-700
  • DOI: 10.1111/tpj.12155
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Secretion of miraculin through the function of a signal peptide conseved in the Kunitz-type soybean trypsin inhibitor family (2013)
  • Author(s): Takai, A. et.al.
  • Journal Title: FEBS Letters Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Pathways for epidermal cell differentiation via the homeobox gene GLABLA2: Update on the roles of the classic regulator (2012)
  • Author(s): Lin, Q. and Aoyama, T.
  • Journal Title: Journal of Integrative Plant Biology Volume: 54 Pages: 729-737
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Design and synthesis of photolabile caged cytokinin (2012)
  • Author(s): Hayashi, K., et. al.
  • Journal Title: Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters Volume: 22 Issue: 17 Pages: 5663-5667
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2012.06.090
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AtSap130/AtSF3b-3 function is required for reproduction in Arabidopsis thaliana (2011)
  • Author(s): Aki, S., Nakai, H., Aoyama, T., Oka, A., and Tsuge, T
  • Journal Title: Plant Cell Physiol Volume: 52 Issue: 8 Pages: 1330-1339
  • DOI: 10.1093/pcp/pcr077
  • NAID: 10029713258
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AtSap130/AtSF3b-3 function is required for reproduction Arabidopsis thaliana (2011)
  • Author(s): Aki, S., et al
  • Journal Title: Plant & Cell Physiology Volume: 52 Issue: 4 Pages: 1330-1339
  • DOI: 10.1105/tpc.111.083337
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Function of the root system for adapting to severe soil conditions (2012)
  • Author(s): Aoyama, T.
  • Organizer: International Symposium:Cycle Span of Sustainability
  • Place of Presentation: Uji, Kyoto, Japan
  • Year and Date: 2012-10-27
  • Invited
• [Presentation] Involvement of Phospholipid Signaling in Root Hair Development (2012)
  • Author(s): Aoyama, T. et.al.
  • Organizer: 3rd EMBO Conference on Plant Molecular Biology
  • Place of Presentation: Matera, Italy
  • Year and Date: 2012-05-27
• [Presentation] リン酸欠乏に応答した根毛伸長におけるPIP5Kの機能 (2012)
  • Author(s): 和田悠貴香, ら
  • Organizer: 日本植物生理学会・2012年度年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
• [Presentation] 根毛をもたないシロイヌナズナ変異株NR23の分子生理学的な特徴 (2012)
  • Author(s): 田中奈月, ら
  • Organizer: 日本植物生理学会・2012年度年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学
• [Presentation] 植物細胞形態形成におけるリン脂質シグナルの役割 (2011)
  • Author(s): 青山卓史
  • Organizer: 静岡大学・若手グローバル研究リーダー育成プログラムシンポジウム
  • Place of Presentation: 静岡大学(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] 光標識によるサイトカイニン受容体の結合部位の同定 (2011)
  • Author(s): 安藤和紀, ら
  • Organizer: 植物化学調節学会第46回大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学
• [Presentation] 細胞の極性を決めるタンパク質間相互作用 (2011)
  • Author(s): 草野博彰, ら
  • Organizer: 第24回植物脂質シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学
• [Remarks]
  • URL: http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/aoyama+takashi