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2013 Fiscal Year Annual Research Report

新規bZIP型転写因子による窒素欠乏応答制御メカニズム

Research Project

Project/Area Number 24780065
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

木羽 隆敏  独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (20532097)

Keywords窒素栄養 / 高親和性硝酸イオン輸送体 / 窒素欠乏 / 転写抑制因子 / 転写抑制因子
Research Abstract

本申請研究は、窒素栄養欠乏の感知・伝達・応答分子メカニズムの解明を目指したものである。具体的には、窒素欠乏環境への適応において重要な役割を果たす高親和性硝酸イオン輸送体NRT2.4の発現制御を担う転写因子の同定・解析を行うことにより、窒素欠乏応答を支える転写ネットワークを明らかにすることを目指した。
申請者は、昨年度までに窒素欠乏応答に必要な最小プロモーター領域の絞り込み、この最小プロモーターを用いたYeast-One-Hybridスクリーニングによる転写因子群の単離に成功した。さらにトランジェントアッセイを用いて植物体内における相互作用を検証した結果、一群のGARP-G2型転写因子NSR(Nitrogen Starvation Regulator)ファミリーを有力な制御因子候補とした。
シロイヌナズナには約40のGARP-G2型転写因子が存在するが、NSRファミリーはN末端側に転写抑制SRDXモチーフをもつのが特徴である。そこでトランジェントアッセイ法を用いて調べたところ、確かにNRSはこのモチーフの作用により、転写抑制因子として働くことを明らかにした。また、窒素栄養状態に応じた発現パターンを調べたところ、NSRファミリーのうち5種類が窒素欠乏により抑制され、NRT2.4の発現と負の相関を示すことを見いだした。さらに窒素栄養の種類や組織に応じて特徴的な発現パターンを示すものがあることも明らかにした。NSRの生理的役割を明らかにするため、T-DNA変異体と恒常的活性化型NSR発現体の解析を行った。シングルのT-DNA変異体では、明らかな表現型は見られないことから、NSRメンバー間で機能の冗長性があることが示唆された。恒常的活性化型NSR発現体では、NRT2.4の恒常的高発現とともに、窒素欠乏時に似た植物体の矮化が見られた。これらの結果から、NSRは窒素欠乏応答に関わる遺伝子の発現を負に制御する因子であることが強く示唆された。

  • Research Products

    (10 results)

All 2014 2013 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Side-chain Modification of Cytokinins Control Shoot Growth in Arabidopsis2013

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Kentaro Takei, Mikiko Kojima, and Hitoshi Sakakibara
    • Journal Title

      Developmental Cell

      Volume: 27 Pages: 452-461

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2013.10.004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of high CO2 on growth and metabolism of Arabidopsis seedlings during growth with a constantly limited supply of nitrogen2013

    • Author(s)
      Nobuyuki Takatani, Takuro Ito, Takatoshi Kiba, Marie Mori, Tetsuro Miyamoto, Shin-ichi Maeda and Tatsuo Omata
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 55 Pages: 281-292

    • DOI

      doi: 10.1093/pcp/pct186

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The nitrate transporter NRT2.5 plays a major role in nitrate acquisition in nitrogen-starved adult Arabidopsis2014

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Lina Lezhneva, Ana Belen Feria-Bourellier, Florence Lafouge, Stephanie Boutet-Mercey, Nino Niccolo, Hitoshi Sakakibara, Francoise Daniel-Vedele, Anne Krapp
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      富山大学、富山県
    • Year and Date
      20140318-20140322
  • [Presentation] The Nitrate Transporter NRT2.5 Plays a Major Role in Nitrate Acquisition in Nitrogen-Starved Adult Arabidopsis2013

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Lina Lezhneva, Ana Belen Feria-Bourellier, Florence Lafouge, Stephanie Boutet-Mercey, Nino Niccolo, Hitoshi Sakakibara, Francoise Daniel-Vedele, Anne Krapp
    • Organizer
      Nitrogen meeting
    • Place of Presentation
      Puerto Varas, Chile
    • Year and Date
      20131118-20131122
  • [Presentation] Setaria viridis as a model for C4 photosynthesis: full-length cDNAs and heavy ion beam mutants2013

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Takuhiro Yoshida, Tomoko Abe, Tetsuya Sakurai, Hitoshi Sakakibara
    • Organizer
      International Symposium of C4 and CAM Plant Biology
    • Place of Presentation
      Illinois, USA
    • Year and Date
      20130806-20130809
  • [Presentation] Root-borne trans-zeatin-type cytokinins can regulate shoot growth2013

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Kentaro Takei, Mikiko Kojima and Hitoshi Sakakibara
    • Organizer
      Plant Vascular Biology Meeting
    • Place of Presentation
      Helsinki, Finland
    • Year and Date
      20130726-20130730
  • [Presentation] The trans-zeatin-type cytokinin controls shoot growth in Arabidopsis2013

    • Author(s)
      Takatoshi Kiba, Kentaro Takei, Mikiko Kojima and Hitoshi Sakakibara
    • Organizer
      International Conference on Plant Growth Substances
    • Place of Presentation
      Shanghi, China
    • Year and Date
      2013-06-19
  • [Remarks] プレスリリース:超低濃度の窒素栄養を効率よく吸収する仕組みをシロイヌナズナで解明

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2012/20120111/

  • [Remarks] プレスリリース:植物ホルモン「サイトカイニン」の「質」の重要性を解明

    • URL

      http://www.riken.jp/pr/press/2013/20131126_1/

  • [Remarks] ライフサイエンス新着レビュー:サイトカイニンの作用の器官に対する特異性は側鎖の修飾により制御され

    • URL

      http://first.lifesciencedb.jp/archives/8063

URL: 

Published: 2015-05-28  

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