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2022 Fiscal Year Annual Research Report

植物における窒素飢餓応答の分子基盤

Research Project

Project/Area Number 20H02888
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

木羽 隆敏  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (20532097)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords窒素飢餓 / 窒素栄養 / 情報伝達 / 窒素欠乏 / 分子メカニズム / 植物
Outline of Annual Research Achievements

研究実施計画に記載した①窒素飢餓応答制御に関わる新奇因子の探索(変異体スクリーニングとYeast one-hybridスクリーニング)と②新奇・既知因子の役割と因子間の遺伝的関係の明確化によるシステム理解に関して、①を中心に推進した。

①変異体のスクリーニングにおいては、昨年度単離した5系統の恒常的窒素飢餓応答変異体(cnsr)について、戻し交配を行い、原因変異同定のためのゲノムリシークエンス解析の準備を整えた。また、窒素飢餓条件で栽培しているにもかかわらず、窒素飢餓応答レポーターが活性化されない窒素飢餓応答抑圧変異体(snsr)のスクリーニングを行い(10,000系統相当のM2種子)、1次スクリーニングの結果114個体の変異体候補を得た。
Yeast One-hybridスクリーニングでは、NRT2.4プロモーター上の窒素飢餓応答最小領域(NRT2.4minP)と相互作用する転写因子群NIPsを単離した。また、シロイヌナズナ葉肉プロトプラスを用いたトランジェントアッセイにより、NIPsは植物体内においてもNRT2.4minPと相互作用することを確認した。
②窒素飢餓応答制御に関わるとされる既知因子NIGT1.1-1.4、LBD37-39、CEPDs、NLA、CBL7、BTB1/2について、変異体の入手または作製を完了した。また、NIGT1.1-1.4とLBD37-39については、それぞれの多重変異体を組み合わせた7重変異体を作出した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2020年に所属機関の新型コロナウイルス感染症(COVID-19)における活動指針により研究室での活動が制限され、その遅れを取り戻せていないため。

Strategy for Future Research Activity

新型コロナウイルス感染症(COVID-19)の影響等により研究の進捗が遅れているため、本研究の中心項目である「①窒素飢餓応答制御に関わる新奇因子の探索」に目処がつくまでは、本項目に注力する。

具体的な推進方策は以下の通りの方針である。
①cnsrとsnsr変異体の原因遺伝子の同定と、それらの窒素飢餓応答制御における役割を明らかにするための分子生物学的機能解析を行う。Yeast One-hybridスクリーニングで単離したNIPsについても、同様の解析を行う。
②①の研究が新奇因子の機能解析まで進んだら、新奇因子と既知因子の機能を比較解析することにより、それらの働きの共通点と相違点を明らかにする。また、それらの遺伝的関係を明らかにするため、変異体や過剰発現体を組み合わせて解析することにより、窒素飢餓応答制御システムの理解を深める。

  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Isolation of gametes and zygotes from Setaria viridis2022

    • Author(s)
      Toda Erika、Kiba Takatoshi、Kato Norio、Okamoto Takashi
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 135 Pages: 627~633

    • DOI

      10.1007/s10265-022-01393-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ABCG11 modulates cytokinin responses in Arabidopsis thaliana2022

    • Author(s)
      Yang Qianying、Zhang Jie、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Uragami Takuya、Kiba Takatoshi、Sakakibara Hitoshi、Lee Youngsook
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 13 Pages: 1~12

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.976267

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The calcium sensor CBL7 is required fo Serendipita indica‐induced growth stimulation in Arabidopsis thaliana, controlling defense against the endophyte and K+ homoeostasis in the symbiosis2022

    • Author(s)
      Perez-Alonso M-M, Guerrero-Galan C., Ortega-Villaizan A.G., Ortiz-Garcia P., Scholz S.S., Ramos P., Sakakibara H., Kiba T., Ludwig-Muller J., Krapp A., Oelmuller, R. Vicente-Carbajosa J., and Pollmann S
    • Journal Title

      Plant, Cell & Environment

      Volume: 45 Pages: 3367~3382

    • DOI

      10.1111/pce.14420

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Photosynthetic-Product Dependent Activation of Plasma Membrane H+-ATPase and Nitrate Uptake in Arabidopsis Leaves2022

    • Author(s)
      Kinoshita Satoru N, Suzuki Takamasa, Kiba Takatoshi, Sakakibara Hitoshi, Kinoshita Toshinori
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 64 Pages: 191~203

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac157

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 植物の低窒素環境における生存戦略2022

    • Author(s)
      大久保祐里, 松林嘉克, 木羽 隆敏
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 60 Pages: 352~360

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.60.352

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The trans-hydroxylation of cytokinin by CYP735A3 and CYP735A4 controls growth and development in rice2023

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Kahori Mizutani, Aimi Nakahara, Yumiko Takebayashi, Mikiko Kojima, Tokunori Hobo, Yuriko Osakabe, Keishi Osakabe, and Hitoshi Sakakibara
    • Organizer
      第64回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 窒素欠乏応答制御における NIGT1s と LBDs の役割2022

    • Author(s)
      高橋 花, Fanny Bellegarde, 木羽 隆敏
    • Organizer
      植物の栄養研究会第7回交流会
  • [Remarks] https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/

URL: 

Published: 2023-12-25  

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