植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
• Project/Area Number: 15H05955
• 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, 生命農学研究科, 准教授 (00313974) ; 福田 裕穂 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10165293) ; 角谷 徹仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20332174) ; 白須 賢 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (20425630) ; 植田 美那子 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 特任講師 (20598726) [Withdrawn] ; 篠崎 和子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30221295) ; 杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30455349) ; 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (40323448) ; 多田 安臣 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40552740) ; 鈴木 孝征 中部大学, 応用生物学部, 講師 (50535797) ; 望田 啓子 (桑田啓子) 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任助教 (70624352)
• Project Period (FY): 2015-06-29 – 2020-03-31
• Keywords: 植物 / 環境応答 / 次世代シークエンサー / 質量分析 / イメージング / in vitroタンパク質合成

Outline of Annual Research Achievements

（１）連携研究の推進：班員間の連携と共同研究の推進を図るため、領域会議や若手の会に加え、計画代表間でインターネット会議等による月１回以上の綿密な情報交換や年１回以上のジョイントラボミーティングを行った。また、領域会議や若手の会の際に、テクニカルセミナーを行い、各班の持つ研究技術を紹介し、領域内での効率的な研究推進、研究班間の共同研究の促進を図った。
（２）研究支援センターの運営：最先端での研究推進には、高度な技術もった専門者による研究機器・研究技術の利用が必須である。本領域では、総括班に研究支援センター（次世代シークエンス部門、質量分析部門、イメージング部門、in vitroタンパク質合成部門）を設置し、その活動を通じて、領域全体の研究を加速させた。
（３）国際連携拠点の設置・若手研究者育成：国際的な研究ネットワーク体制構築を積極的に進めるため、英国John Innes Centre・The Sainsbury Laboratory、米国Stanford Universityに海外共同研究拠点を設け、総括班に配置する国際企画、国際連携コーディネーターを中心として、合同戦略会議の開催や国際共同研究・情報交換、国際シンポジウムを積極的に推進した。また、第３回若手の会を開催し（平成２９年１０月１７日－１９日、ホテルマホロバ・マインズ三浦）、研究発表のみならず、「海外でのPI経験者による講演」などの特別企画も行い、本領域に参加する若手研究者の育成に務めた。
（４）社会・国民への情報発信：研究成果はプレスリリース、領域ホームページや領域の広報活動などを通じ国民に紹介した。また、一般者や中高生向けのアウトリーチを積極的に行い、本領域研究の意義や成果を分かりやすく伝えた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本新学術領域の大きな目標である領域内連携を促進するため、計画班、公募班ともに積極的に領域内連携を進め、80件以上の連携研究が進行し、一部については国際誌での発表が行われた。また、総括班内に設置した研究支援センターの領域メンバーによる活用も積極的に行われ、これも一部については国際誌での発表が行われる段階に達している。
領域の研究内容の公表もHPやプレスリリースを通じて盛んに行われた。また、研究成果を広く国民に伝えるアウトリーチ活動も積極的に展開し、平成２９年度には３７件のアウトリーチ活動が行われた。

Strategy for Future Research Activity

今後も本領域総括班活動の大きな柱となっている班員間の連携と共同研究の推進を図るため「連携研究の推進」、高度な技術もった専門者による研究機器・研究技術サポートによる研究推進を図る「研究支援センターの運営」、国際的な研究ネットワーク体制構築、若手研究者育成を積極的に進めるための「国際連携拠点の活用・若手研究者育成」、本領域研究の意義や成果を分かりやすく伝える「社会・国民への情報発信」を積極的に進めていく。

Research Products

• [Journal Article] Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair. (2018)
  • Author(s): Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Yamada R, Yoshimura M, Endo TA, Kimura S, Zhang H, Nomoto M, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Hagihara S, Torii KU
  • Journal Title: Nature Chemical Biology Volume: 14 Pages: 299-305
  • DOI: 10.1038/nchembio.2555
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Discovery of shoot branching regulator targeting strigolactone receptor DWARF14. (2018)
  • Author(s): Yoshimura M, Sato A, Kuwata K, Inukai Y, Kinoshita T, Itami K, Tsuchiya Y, Hagihara S
  • Journal Title: ACS Central Science Volume: 4 Pages: 230-234
  • DOI: 10.1021/acscentsci.7b00554
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A NIN-LIKE PROTEIN mediates nitrate-induced control of root nodule symbiosis in Lotus japonicus. (2018)
  • Author(s): Nishida, H., Tanaka, S., Handa, Y., Ito, M., Sakamoto, Y., Matsunaga, S., Betsuyaku, S., Miura, K., Soyano, T., Kawaguchi, M., and Suzaki, T.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 9 Pages: 499 (14 pages)
  • DOI: 10.1038/s41467-018-02831-x
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A Raf-like protein kinase BHP mediates blue light-dependent stomatal opening. (2017)
  • Author(s): Hayashi M, Inoue S, Ueno Y, Kinoshita T.
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 7 Pages: 45586
  • DOI: 10.1038/srep45586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Brassinosteroid involvement in Arabidopsis thaliana stomatal opening. (2017)
  • Author(s): Inoue S, Iwashita N, Takahashi Y, Gotoh E, Okuma E, Hayashi M, Tabata R, Takemiya A, Murata Y, Doi M, Kinoshita T, Shimazaki K.
  • Journal Title: Plant & Cell Physiology Volume: 58 Pages: 1048-1058
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx049
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Blue light regulation of stomatal opening and the plasma membrane H+-ATPase. (2017)
  • Author(s): Inoue S, Kinoshita T.
  • Journal Title: Plant Physiology Volume: 174 Pages: 531-538
  • DOI: 10.1104/pp.17.00166
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A peptide hormone required for Casparian strip diffusion-barrier formation in Arabidopsis roots (2017)
  • Author(s): Nakayama,T., Shinohara, H., Tanaka, M., Baba, K., Ohnishi, M. O. and Matsubayashi, Y.
  • Journal Title: Science Volume: 355 Pages: 284-286
  • DOI: 10.1126/science.aai9057
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Overexpression and cosuppression of xylem-related genes in an early xylem differentiation stage-specific manner by the AtTED4 promoter. (2017)
  • Author(s): Endo, S., Iwamoto, K., and Fukuda, H.
  • Journal Title: Plant Biotech. J. Volume: 16 Pages: 451-458
  • DOI: 10.1111/pbi.12784
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A C-terminal motif contributes to the plasma membrane localization of Arabidopsis STP transporters. (2017)
  • Author(s): Yamada K, Osakabe Y, Yamaguchi-Shinozaki K
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 12 Pages: e0186326
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0186326
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Different cold-signaling pathways function in the responses to rapid and gradual decreases in temperature. (2017)
  • Author(s): Kidokoro S, Yoneda K, Takasaki H, Takahashi F, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K.
  • Journal Title: Plant Cell Volume: 29 Pages: 760-774
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00669
• [Journal Article] Evolution of sequence-specific anti-silencing systems in Arabidopsis. (2017)
  • Author(s): Hosaka, A., Saito, R., Takashima, K., Sasaki, T., Fu, Y., Kawabe, A., Ito, T., Toyoda, A., Fujiyama, A., Tarutani, Y., and Kakutani, T.
  • Journal Title: Nat. Commun. Volume: 8 Pages: 2161 (10 pages)
  • DOI: 10.1038/s41467-017-02150-7
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Haustorium induction assay of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum. (2017)
  • Author(s): Ishida, J. K., Yoshida, S., Shirasu, K.
  • Journal Title: Bio-protocol Volume: 7 Pages: e2260 (9 pages)
  • DOI: 10.21769/BioProtoc.2260
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Analysis of signaling pathway in light-induced stomatal opening and manipulation of stomatal aperture (2018)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: 4th CSRS-ITbM Joint Workshop
  • Invited
• [Presentation] Chemical screening for Stomata Closer chemicals and Vicia faba guard cell protoplast isolation (2018)
  • Author(s): Shigeo Toh, Toshinori Kinoshita
  • Organizer: 4th CSRS-ITbM Joint Workshop
• [Presentation] Blue light-induced stomatal opening and signaling components in stomatal guard cells (2018)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] A plasma membrane syntaxin regulates blue light-induced stomatal opening in Arabidopsis (2018)
  • Author(s): Shin-ichiro Inoue, Toshinori Kinoshita
  • Organizer: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A Raf-like kinase BHP mediates blue light-dependent stomatal opening through an activation of the plasma membrane H+-ATPase (2018)
  • Author(s): Maki Hayashi, Toshinori Kinoshita
  • Organizer: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 気孔開度制御による植物の生育促進と乾燥耐性付与 (2018)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: バイオマスイノベーション研究会 第43回研究会
  • Invited
• [Presentation] 体内時間を変えるトランスフォーマティブ生命分子 (2018)
  • Author(s): 中道範人，山口潤一郎，佐藤綾人，桑田啓子，白武勝裕，野田口理孝，伊丹健一郎，木下俊則
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 寄生植物ストライガの発芽をフェムトモーラーレベルで刺激するストリゴラクトンアゴニストの開発 (2018)
  • Author(s): 土屋雄一朗，浦口大輔，桑田啓子，大井貴史，木下俊則
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 細胞膜型シンタキシンSYP132 は青色光による気孔開口を仲介する (2018)
  • Author(s): 井上晋一郎，友清雄大，林真妃，奥村将樹，岡島公司，堀江智明，木下俊則，島崎研一郎
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] 改変TIR1と合成オーキシンを用いたbump-and-hole 法によるオーキシン誘導性胚軸伸長の解析 (2018)
  • Author(s): 高橋宏二，打田直行，萩原伸也，山田遼太郎，伊丹健一郎，鳥居啓子，木下俊則
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] アブシジン酸による細胞伸長抑制機構の網羅的解析 (2018)
  • Author(s): 林優紀，桑田啓子，鈴木孝征，木下俊則
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Flg22 inhibits blue light-dependent activation of the plasma membrane H+-ATPase in guard cells (2018)
  • Author(s): Wenxiu Ye, Toshinori Kinoshita
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] シロイヌナズナの単離表皮および葉における気孔開口の解析 (2018)
  • Author(s): 安藤英伍，木下俊則
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] ChIP-seq of LNK1, transcriptional activator of circadian clock (2018)
  • Author(s): Aya Matsumura, Saori Takao, Takamasa Suzuki, Toshinori Kinoshita, Norihito Nakamichi
  • Organizer: 第59回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Regulation of blue light-induced stomatal opening and the plasma membrane H+-ATPase. (2017)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: IoC-IPMB-ITbM Joint Symposium on New Frontiers by Fusing Chemistry and Biology
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 気孔開閉と植物光合成の関連研究 (2017)
  • Author(s): Yin Wang、戸田陽介、藤茂雄、Wenxiu Ye、木下俊則
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
• [Presentation] シロイヌナズナ孔辺細胞におけるキチン信号伝達 (2017)
  • Author(s): 叶文秀、新屋友規、木下俊則、賀来華江、渋谷直人、村田芳行
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
• [Presentation] An emerging role of inorganic pyrophosphate in stomatal function (2017)
  • Author(s): 浅岡真理子、井上晋一郎、郡司玄、木下俊則、前島正義、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
• [Presentation] 気孔開度制御による植物の光合成活性と生産量の促進 (2017)
  • Author(s): 木下俊則
  • Organizer: ITbM コンソーシアム発足記念ワークショップ
  • Invited
• [Presentation] Blue light-signalling pathway in stomatal guard cells (2017)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Brassinosteroid enhances phosphorylation level of the penultimate residue of plasma membrane H+-ATPases (2017)
  • Author(s): Koji Takahashi, Toshinori Kinoshita
  • Organizer: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Regulation of stomatal movements in response to environmental signals (2017)
  • Author(s): Toshinori Kinoshita
  • Organizer: The 5th International Symposium on Transformative Bio-Molecules 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Remarks] 環境記憶統合Webページ
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/plantmemory/index.html
• [Patent(Industrial Property Rights)] 植物気孔開口調節剤 (2017)
  • Inventor(s): 木下俊則、井上心平、戸田陽介、佐藤綾人、青木沙也、藤茂雄
  • Industrial Property Rights Holder: 木下俊則、井上心平、戸田陽介、佐藤綾人、青木沙也、藤茂雄
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: PCT/JP2017/034287
  • Overseas