2022 Fiscal Year Annual Research Report
複合的な不均一環境における根粒共生を介した窒素栄養獲得の統御機構
| Project Area | Multi-layered regulatory system of plant resilience under fluctuating environment |
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| Project/Area Number |
20H05908
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
壽崎 拓哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40575825)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | 環境適応 / 窒素応答 / 根粒共生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度から引き続いて、ミヤコグサにおける地上部と根の器官間コミュニケーションに関わるIRON MAN (IMA)ペプチドファミリーの解析を進めた。Ljima1 Ljima2二重変異体では根粒の数が増加する一方で、個々の根粒の質が低下するため正常な根粒共生が起こらない。IMAペプチドの機能と機能欠損の表現型の因果関係を栄養素の側面から理解するために、領域内連携研究によってイオノーム解析を実施した。その結果、野生型植物では根粒菌感染によって根に鉄が蓄積するのに対し、Ljima1 Ljima2二重変異体ではそれが起こらないことが判明した。その一方で、LjIMA1およびLjIMA2を過剰発現させた根ではコントロール条件よりも鉄が高蓄積していた。次に、Perls染色によって鉄の空間的な分布パターンを調べたところ、Ljima1 Ljima2二重変異体では野生型植物よりも根粒内部における鉄の蓄積が顕著に減少していることが分かった。さらに、トランスクリプトーム解析によって、鉄の吸収や転流に関わる遺伝子の発現がLjIMA1/LjIMA2依存的に制御されることも分かった。これらの結果は、このペプチドを介した根粒への鉄の蓄積が根粒共生の成立に必要であることを示唆している。根粒共生以外の表現型として、Ljima1 Ljima2二重変異体に硝酸を与えると野生型植物と異なり成育に悪影響が及ぶことが分かった。この原因となる可能性としてLjima1 Ljima2二重変異体では野生型よりも硝酸イオンが高蓄積することが判明した。これらの結果は、Ljima1 Ljima2二重変異体では窒素同化のプロセスが異常になっていることを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究プロジェクトにおける複数の研究項目について順調に成果をあげており、論文発表や学会発表を行うことができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
各研究項目について、成果が得られているものについては論文化に向けて研究を加速させる。比較的遅れているものについては理由を分析し、改善に向けて対応する。
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