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2018 Fiscal Year Annual Research Report

植物新種誕生の原理 -生殖過程の鍵と鍵穴の分子実態解明を通じて-

Administrative Group

Project AreaDetermining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction
Project/Area Number 16H06464
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

東山 哲也  名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (00313205)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 瀬々 潤  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 招聘研究員 (40361539)
辻 寛之  横浜市立大学, 木原生物学研究所, 准教授 (40437512)
木下 哲  横浜市立大学, 木原生物学研究所, 教授 (60342630)
高山 誠司  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (70273836)
上口 美弥子 (田中美弥子)  名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 准教授 (70377795)
渡辺 正夫  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (90240522)
Project Period (FY) 2016-06-30 – 2021-03-31
Keywords新種誕生 / 生殖の鍵と鍵穴 / 異種ゲノム / 異分野融合 / 国際的ビジビリティー
Outline of Annual Research Achievements

総括班を、研究代表者、研究分担者、連携研究者の14 名によって構成した。また、異分野融合研究支援センターが中心となって、領域内の異分野融合研究を推進した。本センターは、ブレークスルーテクノロジーをはじめ特定の研究者のみ実施可能な解析手法を領域内で簡単に共有する枠組みをつくり、共同研究を強力に推進することを目的とした。
・領域運営:領域代表・東山を中心に円滑な領域運営を行い、公募研究を加えた領域全体が一体となって研究を進めた。中間評価のあった本年度は、後半の更なる発展につながるよう、計画の遂行と、想定を超えた展開を目指した。これまでに構築してきた領域全体の研究方針、共同研究の支援の枠組み、具体的な共同研究体制を活用して領域の研究を推進した。このために、事務局長・辻の運営によって領域会議(班会議)、総括班会議、若手の会を開催した。若手の会については、際立った盛り上がりを見せる学生たちの主体性が発揮できるよう心掛けた。
・共同研究:計画研究班が進めてきた研究を基盤に、公募研究も交えて、領域内での様々な異分野融合共同研究を推進した。領域会議、若手の会、各拠点が中心となって行ってきた異分野融合研究ミーティングなどを通して構築したネットワークを通じて、共同研究の推進を促した。さらに、リサーチコーディネーターが積極的に関わることで、一層の共同研究をはかった。
・情報発信・国民への還元:領域ウェブサイトを活用し、論文発表などの研究成果を速やかに発信した。計画通りに本年度日本で開催する国際植物生殖会議2018を通して、世界に向けて本領域およびその研究を発信した。また、計画研究班員および公募研究班員が中心となり、アウトリーチ活動(小中高での出前講義など)を積極的に展開し、植物科学の研究成果を国民へ還元した。アウトリーチ活動についても実施内容・評価等をホームページで公開した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

異分野融合研究支援センターが中心となった活発な取り組みにより、領域全体で多くの異分野融合研究が行われた。生殖の鍵と鍵穴を担う多くの分子の3次元的な構造が明らかになるとともに、有機合成化学による蛍光分子群(その一部は総括班によって委託合成され班員に配布)や化合物ライブラリーが領域に広く浸透し、ライブイメージングによる成果も多く発表されるなど、格段の成果を得た。また日本で初めて開催された国際植物生殖会議に大きく貢献し、本領域ならびに本領域メンバーの国際植物的ビジビリティーを飛躍的に向上させた。さらに、学生およびポスドクが中心となって運営した若手の会を成功させ、学生・ポスドク間の強いネットワークを構築するとともに、研究活動におけるアクティビティーを大きく向上させた。運営を主導した学生の1名は、育志賞を受賞した。以上の活発な領域運営に対して、中間評価では同年に採択された全21領域のなかで、唯一、本領域だけが最高評価のA+を得るに至った。以上から、当初の計画以上に進展していると判断する。

Strategy for Future Research Activity

・領域運営:領域代表・東山を中心に円滑な領域運営を行い、新たな公募研究を加えた領域全体が一体となって研究を進める。中間評価を経て、目標が明確となった今、後半の更なる発展につながるよう、計画の遂行と、想定を超えた展開を目指す。これまでに構築してきた領域全体の研究方針、共同研究の支援の枠組み、具体的な共同研究体制を活用して領域の研究を推進する。このために、事務局長・辻の運営によって領域会議(班会議)、総括班会議、若手の会を開催する。若手の会については、昨年度学生主催で行った経験をいかし、際立った盛り上がりを見せる学生たちの主体性が発揮できるよう引き続き心掛ける。
・共同研究:計画研究班が進めてきた研究を基盤に、新たな公募研究も交えて、領域内での様々な異分野融合共同研究を推進する。領域会議、若手の会、各拠点が中心となって行ってきた異分野融合研究ミーティングなどを通して構築したネットワークを通じて、共同研究の推進を促す。さらに、リサーチコーディネーターが積極的に関わることで、一層の共同研究をはかる。本年度は、若手の会と異分野融合研究ミーティングを一体化し、異分野融合研究のさらなる浸透をはかる。
・情報発信・国民への還元:領域ウェブサイトを活用し、論文発表などの研究成果を速やかに発信する。計画通りに本年度日本で開催するEMBOワークショップを通して、世界に向けて本領域およびその研究を発信する。EMBOワークショップを通じて、他の新学術領域研究との連携も強化する。また、計画研究班員および公募研究班員が中心となり、アウトリーチ活動(小中高での出前講義など)を積極的に展開し、植物科学の研究成果を国民へ還元する。アウトリーチ活動についても実施内容・評価等をホームページで公開する。

Remarks

本領域の主要な情報を本ホームページより発信している。

  • Research Products

    (34 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 17 results,  Open Access: 11 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 9 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) Funded Workshop (4 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California, Davis(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of California, Davis
  • [Int'l Joint Research] University of Zurich(スイス)

    • Country Name
      SWITZERLAND
    • Counterpart Institution
      University of Zurich
  • [Journal Article] Polar vacuolar distribution is essential for accurate asymmetric division ofArabidopsiszygotes2019

    • Author(s)
      Kimata Yusuke、Kato Takehide、Higaki Takumi、Kurihara Daisuke、Yamada Tomomi、Segami Shoji、Morita Miyo Terao、Maeshima Masayoshi、Hasezawa Seiichiro、Higashiyama Tetsuya、Tasaka Masao、Ueda Minako
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 116 Pages: 2338~2343

    • DOI

      10.1073/pnas.1814160116

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Origin of wheat B-genome chromosomes inferred from RNA sequencing analysis of leaf transcripts from section Sitopsis species of Aegilops2019

    • Author(s)
      Miki Yuka、Yoshida Kentaro、Mizuno Nobuyuki、Nasuda Shuhei、Sato Kazuhiro、Takumi Shigeo
    • Journal Title

      DNA Research

      Volume: 26 Pages: 171~182

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/dnares/dsy047

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An efficient DNA- and selectable-marker-free genome-editing system using zygotes in rice2019

    • Author(s)
      Toda Erika、Koiso Narumi、Takebayashi Arika、Ichikawa Masako、Kiba Takatoshi、Osakabe Keishi、Osakabe Yuriko、Sakakibara Hitoshi、Kato Norio、Okamoto Takashi
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 5 Pages: 363~368

    • DOI

      10.1038/s41477-019-0386-z

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Experimental evolutionary studies on the genetic autonomy of the cytoplasmic genome “plasmon” in the Triticum (wheat)?Aegilops complex2019

    • Author(s)
      Tsunewaki Koichiro、Mori Naoki、Takumi Shigeo
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 116 Pages: 3082~3090

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1817037116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Y-Encoded Suppressor of Feminization Arose via Lineage-Specific Duplication of a Cytokinin Response Regulator in Kiwifruit2018

    • Author(s)
      Akagi Takashi、Henry Isabelle M.、Ohtani Haruka、Morimoto Takuya、Beppu Kenji、Kataoka Ikuo、Tao Ryutaro
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 30 Pages: 780~795

    • DOI

      https://doi.org/10.1105/tpc.17.00787

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] FACT complex is required for DNA demethylation at heterochromatin during reproduction in Arabidopsis2018

    • Author(s)
      Frost Jennifer M.、Kim M. Yvonne、Park Guen Tae、Hsieh Ping-Hung、Nakamura Miyuki、Lin Samuel J. H.、Yoo Hyunjin、Choi Jaemyung、Ikeda Yoko、Kinoshita Tetsu、Choi Yeonhee、Zilberman Daniel、Fischer Robert L.
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Pages: E4720~E4729

    • DOI

      https://doi.org/10.1073/pnas.1713333115

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SUPERMAN regulates floral whorl boundaries through control of auxin biosynthesis2018

    • Author(s)
      Xu Yifeng、Prunet Nathanael、Gan Eng‐Seng、Wang Yanbin、Stewart Darragh、Wellmer Frank、Huang Jiangbo、Yamaguchi Nobutoshi、Tatsumi Yoshitaka、Kojima Mikiko、Kiba Takatoshi、Sakakibara Hitoshi、Jack Thomas P、Meyerowitz Elliot M、Ito Toshiro
    • Journal Title

      The EMBO Journal

      Volume: 37 Pages: e97499~e97499

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.15252/embj.201797499

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Evolution and diversification of the plant gibberellin receptor GID12018

    • Author(s)
      Yoshida Hideki、Tanimoto Eiichi、Hirai Takaaki、Miyanoiri Yohei、Mitani Rie、Kawamura Mayuko、Takeda Mitsuhiro、Takehara Sayaka、Hirano Ko、Kainosho Masatsune、Akagi Takashi、Matsuoka Makoto、Ueguchi-Tanaka Miyako
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 115 Pages: E7844~E7853

    • DOI

      doi: 10.1073/pnas.1806040115

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of the U genome on grain hardness in nascent synthetic hexaploids derived from interspecific hybrids between durum wheat and Aegilops umbellulata2018

    • Author(s)
      Okada Moeko、Ikeda Tatsuya M.、Yoshida Kentaro、Takumi Shigeo
    • Journal Title

      Journal of Cereal Science

      Volume: 83 Pages: 153~161

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jcs.2018.08.011

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural basis for brassinosteroid response by BIL1/BZR12018

    • Author(s)
      Nosaki Shohei、Miyakawa Takuya、Xu Yuqun、Nakamura Akira、Hirabayashi Kei、Asami Tadao、Nakano Takeshi、Tanokura Masaru
    • Journal Title

      Nature Plants

      Volume: 4 Pages: 771~776

    • DOI

      Doi: 10.1038/s41477-018-0255-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The male gamete membrane protein DMP9/DAU2 is required for double fertilization in flowering plants2018

    • Author(s)
      Takahashi Taro、Mori Toshiyuki、Ueda Kenji、Yamada Lixy、Nagahara Shiori、Higashiyama Tetsuya、Sawada Hitoshi、Igawa Tomoko
    • Journal Title

      Development

      Volume: 145 Pages: dev170076

    • DOI

      doi: 10.1242/dev.170076

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Chromatin-mediated feed-forward auxin biosynthesis in floral meristem determinacy2018

    • Author(s)
      Yamaguchi Nobutoshi、Huang Jiangbo、Tatsumi Yoshitaka、Abe Masato、Sugano Shigeo S.、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Kiba Takatoshi、Yokoyama Ryusuke、Nishitani Kazuhiko、Sakakibara Hitoshi、Ito Toshiro
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 5290

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07763-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Patterns of polymorphism and selection in the subgenomes of the allopolyploid Arabidopsis kamchatica2018

    • Author(s)
      Paape Timothy、Briskine Roman V.、Halstead-Nussloch Gwyneth、Lischer Heidi E. L.、Shimizu-Inatsugi Rie、Hatakeyama Masaomi、Tanaka Kenta、Nishiyama Tomoaki、Sabirov Renat、Sese Jun、Shimizu Kentaro K.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 9 Pages: 3909

    • DOI

      DOI: 10.1038/s41467-018-06108-1

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] RNA-seq analysis reveals considerable genetic diversity and provides genetic markers saturating all chromosomes in the diploid wild wheat relative Aegilops umbellulata2018

    • Author(s)
      Okada Moeko、Yoshida Kentaro、Nishijima Ryo、Michikawa Asami、Motoi Yuka、Sato Kazuhiro、Takumi Shigeo
    • Journal Title

      BMC Plant Biology

      Volume: 18 Pages: 271

    • DOI

      https://doi.org/10.1186/s12870-018-1498-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ANTH domain-containing proteins are required for the pollen tube plasma membrane integrity via recycling ANXUR kinases2018

    • Author(s)
      Muro Keita、Matsuura-Tokita Kumi、Tsukamoto Ryoko、Kanaoka Masahiro M.、Ebine Kazuo、Higashiyama Tetsuya、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • Journal Title

      Communications Biology

      Volume: 1 Pages: 152

    • DOI

      doi: 10.1038/s42003-018-0158-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeolog expression quantification methods for allopolyploids2018

    • Author(s)
      Kuo Tony C Y、Hatakeyama Masaomi、Tameshige Toshiaki、Shimizu Kentaro K、Sese Jun
    • Journal Title

      Briefings in Bioinformatics

      Volume: bby121 Pages: bby121

    • DOI

      https://doi.org/10.1093/bib/bby121

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] TodoFirGene: Developing Transcriptome Resources for Genetic Analysis of Abies sachalinensis2018

    • Author(s)
      Ueno Saneyoshi、Nakamura Yukino、Kobayashi Masaaki、Terashima Shin、Ishizuka Wataru、Uchiyama Kentaro、Tsumura Yoshihiko、Yano Kentaro、Goto Susumu
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 59 Pages: 1276~1284

    • DOI

      doi:10.1093/pcp/pcy058

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Live-Cell Analysis of Molecules Involved in Pollen Tube Guidance2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cruising inside flowers: from cellular dynamics to key signaling molecules2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      International Conference on Arabidopsis Research ICAR2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Visualization and manipulation of genomes in sexual reproduction2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      Plant Genomes in a Changing Environment
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular Function of Florigen2018

    • Author(s)
      Tsuji H.
    • Organizer
      16th International Symposium on Rice Functional Genomics
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Satellite Symposium on Ecological Genomics2018

    • Author(s)
      Shimizu K.K.
    • Organizer
      Society for Molecular Biology and Evolution
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Toward collaborative research with Brassica crops between Japan and Korea2018

    • Author(s)
      Watanabe M.
    • Organizer
      Improvement of important agricultural traits based on genomic information of horticultural crops
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamics and key signaling molecules of pollen tube guidance2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      HBMC (Horticulture Biology and Metabolomics Center) Symposium in Fujian Agriculture and Forestry University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dissection and Maipulation of Species-Barrier Molecules2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      The 41st Annual Meeting of the Molecular Biology Society of Japan, Symposium “Cutting edge biology led by plant models”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Live-Cell Analysis of Signaling and Key Molecules in Plant Reproduction2018

    • Author(s)
      Higashiyama T.
    • Organizer
      Invited semnar in Institute of Plant and Microbial Biology, Academia Sinica
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 植物新種誕生の原理

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/prg/plant/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 花粉管成長調節剤2019

    • Inventor(s)
      東山哲也,時田公美,伊丹健一郎,上田彩果,他3名
    • Industrial Property Rights Holder
      東山哲也,時田公美,伊丹健一郎,上田彩果,他3名
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-046297
  • [Funded Workshop] The 25th International Congress on Sexual Plant Reproduction2018

  • [Funded Workshop] Satellite Symposium of ICSPR at ITbM "Frontiers & Future of Plant Reproduction Research"2018

  • [Funded Workshop] Satellite Symposium of ICSPR at KIBR2018

  • [Funded Workshop] SMBE Satellite Symposium at KIBR "Genomics and Modeling"2018

URL: 

Published: 2019-12-27  

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