耐塩性シロイヌナズナが有する塩馴化機構の解明

• Project Area: Integrated analysis of strategies for plant survival and growth in response to global environmental changes
• Project/Area Number: 23119518
• 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: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 太治 輝昭 東京農業大学, 応用生物科学部, 准教授 (60360583)
• 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: シロイヌナズナ / ナチュラルバリエーション / accession / 耐塩性 / 馴化 / QTL / GWAS

Outline of Annual Research Achievements

シロイヌナズナのaccessions (ecotype) を用いた研究により、accessions間には耐塩性の大きなバリエーションがあること、また耐塩性には、塩ショックに対する耐性と、生育に影響を与えない程度の塩ストレスを一定期間経ることで、海水程度の塩水（浸透圧）にも耐性を示す、「塩馴化能」があることを明らかにしてきた。特に、高い耐塩性を示すaccessionsは塩馴化能を有しており、高い耐塩性の獲得には塩馴化能が重要であることが示唆された。そこで本研究では、塩馴化機構を遺伝学的に明らかにすることを目的とした。
206 accessionsの塩馴化能を評価し、250,000 SNPsデータを用いたGWAS解析を行った（USDA-ARS Hoekenga主任研究員らとの共同研究）。その結果、塩馴化に寄与する可能性のあるSNPsを特定した。塩馴化能と最も高い相関を示したSNPを含む塩馴化型accession由来の遺伝子を非塩馴化型accessionに導入したところ、塩馴化能の相補は認められなかった。そこで原因遺伝子領域に存在する全ての多型を検出することを目的に、塩馴化型accession由来のBACライブラリーを作成し、当該領域のシークエンスを行った。その結果、非塩馴化型accessionと比較した場合、168 SNPsに加え、17 kbpの欠損および周辺領域の組換えが生じていることが明らかとなった。他の塩馴化型accessionsでも欠損・組換えが確認出来たことから、耐性との関連が期待される。

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] ABSCISIC ACID INSENSITIVE3 regulates abscisic acid-responsive gene expression with the nuclear factor Y complex through the ACTT-core element in Physcomitrella patens (2013)
  • Author(s): Izumi Yotsui, Masashi Saruhashi, Takahiro Kawato, Teruaki Taji, Takahisa Hayashi, Ralph S. Quatrano, Yoichi Sakata
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 198 Issue: 1 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1111/nph.12251
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] HsfA1d, a protein identified via FOX hunting using Thellungiella salsuginea cDNAs improves heat tolerance by regulating heat-stress-responsive gene expression. (2013)
  • Author(s): Higashi Y, Ohama N, Ishikawa T, Katori T, Shimura A, Kusakabe K, Yamaguchi-Shinozaki K, Ishida J., Tanaka M, Seki M, Shinozaki K, Sakata Y, Hayashi T, Taji T
  • Journal Title: Mol Plant Volume: 6(2) Issue: 2 Pages: 411-422
  • DOI: 10.1093/mp/sst024
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A novel abi5 allele reveals the importance of the conserved Ala in the C3 domain for regulation of downstream genes and salt tolerance during germination in Arabidopsis. (2013)
  • Author(s): Tezuka K, Taji T, Hayashi T, Sakata Y.
  • Journal Title: Plant Signal Behav. Volume: 8 Pages: 1-8
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Analyses of leaves from open field-grown transgenic poplars overexpressing xyloglucanase (2012)
  • Author(s): Kaku T, Baba K, Taniguchi T, Kurita M, Konagaya K, Ishii K, Kondo T, Serada S, Iizuka H, Kaida R, Taji T, Sakata Y, Hayashi T
  • Journal Title: J Wood Sci Volume: (In press)(未定)
  • NAID: 10031137096
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 耐塩性シロイヌナズナが有する塩馴化能の遺伝学的解析 (2013)
  • Author(s): 有賀裕剛, 香取拓, Leon Kochian, Owen Hoekenga, Michael A. Gore, 小林佑理子, 井内 聖, 小林正智, 坂田洋一, 林隆久, 太治輝昭
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2013-03-21
• [Presentation] 耐塩性シロイヌナズナが有する塩馴化能による新奇耐塩性メカニズムの遺伝学的解析 (2012)
  • Author(s): 有賀裕剛, 香取拓, Leon Kochian, Owen Hoekenga, Michael A. Gore, 小林佑理子, 井内 聖, 小林正智, 坂田洋一, 林隆久, 太治輝昭
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2012-09-15
• [Presentation] A.thaliana accessions間におけるLi耐性バリエーションの解析 (2012)
  • Author(s): 神山綾子, 香取拓, 井内聖, 小林正智, 坂田洋一, 林隆久, 太治輝昭
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] シロイヌナズナaccessionsにおけるセシウム吸収メカニズムの解明 (2012)
  • Author(s): 新岡祥平、香取拓、坂田洋一、林隆久、井内聖、小林正智、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] Thellungiella完全長cDNAを用いた耐塩性FOX huntingにより同定されたAP型転写因子の機能解析 (2012)
  • Author(s): 上杉晴輝、鈴木江莉奈、坂田洋一、林隆久、篠崎一雄、箕輪貴司、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-03-17
• [Presentation] 耐塩性シロイヌナズナが有する塩馴化機構の解明 (2012)
  • Author(s): 太治輝昭, 香取拓, 有賀裕剛, 井内聖, 小林正智, 篠崎一雄, 吉原亮平, 野澤樹, 長谷純宏, 鳴海一成, 坂田洋一, 林隆久
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] FOX huntingにより得られたT.salsuginea熱耐性付与転写因子の解析 (2012)
  • Author(s): 東由佳理、石川智子、坂田洋一、林隆久、篠崎一雄、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2012-03-16
• [Presentation] Important roles of salt acclimation ability in plant salt tolerance revealed from sos1 mutant of Arabidopsis thaliana Zu-0 (2011)
  • Author(s): Hirotaka Ariga, Taku Katori, Ryouhei Yoshikawa, Itsuki Nozawa, Sumihiro Hase, Satoshi Iuchi, Masatomo Kobayashi, Yoichi Sakata, Takahisa Hayashi, Teruaki Taji
  • Organizer: Strategies of Plants against Global Environmental Change
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2011-12-08
• [Presentation] FOX huntingにより得られThellungiella熱耐性付与転写因子の解析 (2011)
  • Author(s): 東由佳理、石川智子、坂田洋一、林隆久、篠崎一雄、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2011-09-08
• [Presentation] 耐塩性Arabidopsis thaliana Zu-0 のSOS1変異株より明らかとなった耐塩性における塩馴化能の重要性 (2011)
  • Author(s): 有賀裕剛, 香取拓, 吉原亮平, 野澤樹, 長谷純宏, 鳴海一成, 井内聖, 小林正智, 坂田洋一, 林隆久, 太治輝昭
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Presentation] Cs吸収抑制法の健闘及び吸収メカニズムの解明 (2011)
  • Author(s): 新岡祥平、塚本夏苗、香取拓、坂田洋一、林隆久、井内聖、小林正智、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Presentation] Arabidopsisへの耐塩性付与が確認されたAP2型転写因子の機能解析 (2011)
  • Author(s): 上杉晴輝、鈴木江莉奈、坂田洋一、林隆久、篠崎一雄、太治輝昭
  • Organizer: 日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2011-09-06
• [Remarks] 植物の高温耐性を強化する遺伝子を発見
  • URL: http://www.nodai.ac.jp/hojin/upload/News_Release_20130208.pdf