Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity

• Project Area: Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
• Project/Area Number: 20H05603
• 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: Nagoya University
• Principal Investigator: 木下 俊則 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (50271101)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松林 嘉克 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (00313974) ; 松永 幸大 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323448)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: 植物 / 環境応答

Outline of Research at the Start

１．「日本の科学　遺伝」に本領域の成果を解説する記事を掲載する。また、これまで本領域が主体となって執筆した特集号の冊子体を作成し、植物関連分野の研究者に配布し、本新学術領域の最新成果を広く知ってもらう。
２．領域全体の班員の成果を紹介する動画の作成し、YouTube等の動画共有サービスで公開し、社会や国民に広く公開する。

Outline of Annual Research Achievements

本領域は、移動しない植物が備えている柔軟かつ合理的な環境応答システム「自律分散型環境応答統御システム」について、これまで盛んに研究が進められてきた「局所的・自律的応答システム」に加え、「長距離シグナリング」や「環境記憶システム」という時空間的な観点も含めて統合的に解析を進めてきた。これまでに463報の原著論文を発表し、これらの多くはインパクトの高い国際科学誌に掲載され、新聞等のメディアでも数多く取り上げられている。
研究成果とりまとめにおいては、これらの成果を日本語の冊子体で、またインターネットを利用した配信を通じて分かりやすく紹介する取り組みを行った。最終年度はインターネットを利用した配信のひとつとして、研究者インタビューサイト「植物科学のトビラ」を開設し、植物科学の面白さを社会一般に広く発信することを目指した。これまでに計画班および公募班のPIから14名を取材し、研究者になったきっかけ，研究内容やその面白さ，成果の社会的意義などを象徴的な写真とともにインタビュー形式で紹介している。毎日50～100件のアクセスがあり、班員の研究がメディア放映された際などには検索サイトを経由した訪問者でアクセス数が数倍に増えることから、情報発信サイトとして一定の役割を果たしていると自負している。領域研究の終了後も引き続き更新を続けており、現在24名の記事を掲載中である。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Editorial: pH as a signal and secondary messenger in plant cells (2023)
  • Author(s): Raghavendra Agepati S.、Ye Wenxiu、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: 14
  • DOI: 10.3389/fpls.2023.1148689
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Discovery of 2,6-Dihalopurines as Stomata Opening Inhibitors: Implication of an LRX-Mediated H⁺-ATPase Phosphorylation Pathway (2023)
  • Author(s): Ueda Ayaka、Aihara Yusuke、Sato Shinya、Kano Keiko、Mishiro-Sato Emi、Kitano Hiroyuki、Sato Ayato、Fujimoto Kazuhiro J.、Yanai Takeshi、Amaike Kazuma、Kinoshita Toshinori、Itami Kenichiro
  • Journal Title: ACS Chemical Biology Volume: 18 Issue: 2 Pages: 347-355
  • DOI: 10.1021/acschembio.2c00771
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A win-win scenario for photosynthesis and the plasma membrane H+ pump (2022)
  • Author(s): Kinoshita Satoru N.、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: 13
  • DOI: 10.3389/fpls.2022.982485
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Elevated CO2 induces rapid dephosphorylation of plasma membrane H+-ATPase in guard cells. (2022)
  • Author(s): Ando Eigo、Kollist Hannes、Fukatsu Kohei、Kinoshita Toshinori、Terashima Ichiro
  • Journal Title: New Phytologist Volume: 236 Issue: 6 Pages: 2061-2074
  • DOI: 10.1111/nph.18472
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Tryptophan synthase B subunit 1 affects stomatal phenotypes in Arabidopsis thaliana. (2022)
  • Author(s): Soda Midori N.、Hayashi Yuki、Takahashi Koji、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Frontiers in Plant Science Volume: 13
  • DOI: 10.3389/fpls.2022.1011360
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Photosynthetic-Product?Dependent Activation of Plasma Membrane H+-ATPase and Nitrate Uptake in<i>Arabidopsis</i>Leaves (2022)
  • Author(s): Kinoshita Satoru N、Suzuki Takamasa、Kiba Takatoshi、Sakakibara Hitoshi、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 64 Issue: 2 Pages: 191-203
  • DOI: 10.1093/pcp/pcac157
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Stomatal properties of Arabidopsis cauline and rice flag leaves and their contributions to seed production and grain yield (2022)
  • Author(s): Ding Ming、Zhu Yiyong、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Journal of Experimental Botany Volume: 74 Issue: 6 Pages: 1957-1973
  • DOI: 10.1093/jxb/erac492
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Type 2C protein phosphatase clade D family members dephosphorylate guard cell plasma membrane H+-ATPase (2021)
  • Author(s): Akiyama Mitsumasa、Sugimoto Hodaka、Inoue Shin-ichiro、Takahashi Yohei、Hayashi Maki、Hayashi Yuki、Mizutani Miya、Ogawa Takumi、Kinoshita Daichi、Ando Eigo、Park Meeyeon、Gray William M、Kinoshita Toshinori
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 188 Issue: 4 Pages: 2228-2240
  • DOI: 10.1093/plphys/kiab571
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] タイプ2CプロテインホスファターゼDクレードによる気孔開度制御 (2023)
  • Author(s): 木下大地，水谷未耶，榊原拓，村上公亮，丹下昭憲，安藤英伍，木下俊則
  • Organizer: 第64回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 植物の成長の謎にせまる気孔の科学のはなし (2023)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: 名古屋大学オープンレクチャー
  • Invited
• [Presentation] Light regulation of stomatal opening and control of plant growth (2022)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: Stomatal development and function seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 植物の巧みな環境応答 -植物に欠かせない気孔の働き- (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: 2022年度 名大 MIRAI GSC 第1ステージ講義
  • Invited
• [Presentation] How plasma membrane H+-ATPase overexpression increases rice yield (2022)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: Plant Biology 2022, Plant Biotechnology Symposium
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 植物の巧みな環境応答 (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: 長野県立飯山高等学校探求科「名古屋サイエンスツアー・世界を変える研究の最前線！これからの社会と地球の未来を考える」
  • Invited
• [Presentation] タイプ2CプロテインホスファターゼD clade (PP2C.D)による孔辺細胞細胞膜プロトンポンプの脱リン酸化 (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: 日本植物学会第86回大会
• [Presentation] 気孔開度制御による植物の成長と生産量の促進 (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: BioJapan2022
• [Presentation] ポンプ植物作出による光合成、養分吸収、収量の促進 (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: アグリビジネス創出フェア
• [Book] ＪＡＴＡＦＦジャーナル１０巻９号「プロトンポンプの機能を高めることによりイネの収量向上と肥料の削減を実現」 (2022)
  • Author(s): 木下俊則
  • Publisher: 公益社団法人農林水産・食品産業技術振興協会
• [Remarks] 植物科学のトビラ
  • URL: https://interview.plant-resilience.jp/