Development of cold tolerant tomato through understanding the molecular mechanism of cold stress response

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02945
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: RAHMAN ABIDUR 岩手大学, 農学部, 教授 (30447114)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 雅雄 岩手大学, 農学部, 教授 (20392144)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 低温ストレス / 花の分裂組織の発達 / GNOM / 比較プロテオミクス / 植物ホルモン / アクチン

Outline of Final Research Achievements

This research project was aimed to develop cold tolerant tomato by understanding the molecular and cellular mechanisms of cold stress response pathway using Arabidopsis and tomato. This research demonstrated that 1) for floral meristem development under cold stress ABA and GA play antagonistic function in tomato, 2) Using CRISPR-Cas9 generated mutant in tomato, we found that like Arabidopsis, tomato GNOM plays a major role in tomato plant development and cold stress response, 3) comparative proteomic analysis of Arabidopsis wild type, cold sensitive gnomB/E mutant, and cold resistant GNOM-OX line, revealed that pathogenesis related protein family (PR) is linked to GNOM regulated cold stress pathway, and 4) actin isovariant, ACT8 was found to be a major player in regulating cold stress response pathway through modulating specific protein trafficking that are required to combat the cold stress.

Free Research Field

植物の分子および細胞生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的意に、我々は本研究プロジェクトを通じて、寒冷ストレス反応経路の新規調節因子をいくつか特定した。ACT8、GNOM、および PR ファミリータンパク質は、植物の低温ストレス応答の制御に重要な役割を果たす新たに同定されたタンパク質である。
社会的意義としては、新たに同定された遺伝子は、将来的にさまざまな耐寒性作物を開発するための分子育種プログラムの潜在的なターゲットとなる可能性があり、これは飢餓ゼロというSDGs目標の達成に役立つだろう。