Effects of differences of properties of root hydrotropism on root system development and plant growth

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06329
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 41050:Environmental agriculture-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Fujii Nobuharu 東北大学, 生命科学研究科, 准教授 (70272002)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 水分屈性 / シロイヌナズナ / 自然変異体 / GWAS / 重力屈性

Outline of Final Research Achievements

In this study, we compared root hydrotropism in various natural variants of Arabidopsis under stationary conditions. As a result, we detected the diversity of root hydrotropism under stationary conditions among natural Arabidopsis variants, from natural variants that do not almost express root hydrotropism to other natural variants that hydrotropically bend more than 2 time than wild-type (Col-0). In addition, Genome‐wide association study (GWAS) identified nonsynonymous polymorphisms that affect root hydrotropism in a stationary condition in several genes. Continuously researching the genes containing the nonsynonymous polymorphisms will provide a new insight of interaction between root hydrotropism and root gravitropism in future.

Free Research Field

植物生理

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

水分屈性の発現は、重力屈性の発現に干渉されるが、その程度は植物種により異なる。すなわち、エンドウ、キュウリなどの大きな植物では、水分屈性に比べて重力屈性が強く発現するが、シロイヌナズナ、ミヤコグサ、イネなどの小さな植物では、重力屈性に比べて水分屈性が強く発現する。しかしながら、異なる植物種間の比較からでは、水分屈性と重力屈性の相互作用を担う遺伝子の特定が困難であった。本研究により、シロイヌナズナの自然変異体間でも、重力屈性による水分屈性の発現抑制の程度は多様であることが明らかとなり、今後、本知見に注目した研究により、水分屈性と重力屈性の相互作用の差異が生じる分子機構が明らかになると期待される。