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2019 Fiscal Year Annual Research Report

水陸両生植物の水環境への適応に寄与する環境応答統御システムの解析

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity
Project/Area Number 18H04787
Research InstitutionKyoto Sangyo University

Principal Investigator

木村 成介  京都産業大学, 生命科学部, 教授 (40339122)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords水陸両生植物 / 異形葉 / 表現型可塑性 / 水没 / 気孔形成
Outline of Annual Research Achievements

(1) Rorippa aquaticaのゲノム解析: R. aquatica のゲノムをイルミナおよびPacBioプラットフォームでシークエンスし、また、Hi-C法により染色体スケールのスキャフォールドの作成に成功した。染色体間の配列比較により、R. aquaticaは異質倍数体で、染色体の一部が融合していることが示された。イヌガラシ属植物の2種の雑種からR. aquaticaが成立したと考えられる。
(2) 水没による葉形の制御機構の解析:R. aquaticaは、水没や温度の変化、光環境の変化で葉の形態が大きく変化する。水没時のRNA-seq解析により、水没時にはエチレン関係の遺伝子群の発現が変動していることが明らかになった。実際、エチレンを添加すると、葉の形態が水中葉に近くなることから、エチレンが水没応答に関わっているものと考えられた。
(3) 水没による気孔形成の抑制機構の解析:R. aquaticaの気孔形成は水没により抑制されるが、気孔形成に重要な転写因子であるSPCHの発現抑制が起こっていることを明らかにしていた。さまざまな条件における水没後の発現応答をRNA-seq解析で調べたところ、気孔形成の抑制時に関わる転写因子等を同定できた。SPCHの発現制御機構に着目して、これらの因子の役割を明らかにすることで、水没による気孔形成の抑制機構が明らかにできると考えている。水没時の光条件などを検討したところ、暗所では水没させても気孔形成は抑制されず、また、青色光のみを当てた場合も気孔形成は抑制されなかった。また、気中条件であっても赤色光を当てると気孔の形成が抑制された。以上の結果から、光質などの光条件が水没の感知に重要であることが示唆された。
なお、当初、学会等への参加のための旅費の執行を予定していたが、新型コロナウイルスのため中止になったため、未使用金が生じた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (29 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 7 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] 中学科学院水生生物研究所(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      中学科学院水生生物研究所
  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学デービス校/テキサス大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      カリフォルニア大学デービス校/テキサス大学
  • [Int'l Joint Research] Warwick University/Sainsbury Laboratory, Cambridge/University of Edinburgh(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      Warwick University/Sainsbury Laboratory, Cambridge/University of Edinburgh
  • [Int'l Joint Research] University of Maragheh(イラン)

    • Country Name
      IRAN
    • Counterpart Institution
      University of Maragheh
  • [Journal Article] Titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) promote growth and ameliorate salinity stress effects on essential oil profile and biochemical attributes of Dracocephalum moldavica2020

    • Author(s)
      Gohari Gholamreza、Mohammadi Asghar、Akbari Ali、Panahirad Sima、Dadpour Mohammad Reza、Fotopoulos Vasileios、Kimura Seisuke
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-020-57794-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] ERdj3B-mediated quality control maintains anther development at high temperatures2020

    • Author(s)
      Yamamoto Masaya、Uji Shuhei、Sugiyama Tomoyuki、Sakamoto Tomoaki、Kimura Seisuke、Endo Toshiya、Nishikawa Shuh-ichi
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1104/pp.19.01356

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of Autophagy on Gene Expression and Tapetal Programmed Cell Death During Pollen Development in Rice2020

    • Author(s)
      Hanamata Shigeru、Sawada Jumpei、Ono Seijiro、Ogawa Kazunori、Fukunaga Togo、Nonomura Kenichi、Kimura Seisuke、Kurusu Takamitsu、Kuchitsu Kazuyuki
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00172

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Establishment of an Agrobacterium mediated transformation protocol for the detection of cytokinin in the heterophyllous plant Hygrophila difformis (Acanthaceae)2020

    • Author(s)
      Gaojie Li, Shiqi Hu, Jingjing Yang, Xuyao Zhao, Seisuke Kimura, Elizabeth A. Schultz, Hongwei Hou
    • Journal Title

      Plant Cell Reports

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1007/s00299-020-02527-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE1 acts as a regulator coordinating crosstalk between DNA damage response and immune response2020

    • Author(s)
      Kaoru Okamoto Yoshiyama, Naoki Aoshima, Naoki Takahashi, Tomoaki Sakamoto, Kei Hiruma, Yusuke Saijo, Jun Hidema, Masaaki Umeda, Seisuke Kimura
    • Journal Title

      Plant Molecular Biology

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Root-knot nematodes modulate cell walls during root-knot formation in Arabidopsis roots2020

    • Author(s)
      Takashi Ishida, Reira Suzuki, Satoru Nakagami, Takeshi Kuroha, Shingo Sakamoto, Miyuki T. Nakata, Ryusuke Yokoyama, Seisuke Kimura, Nobutaka Mitsuda, Kazuhiko Nishitani, Shinichiro Sawa
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reprograming of the developmental program of Rhus javanica during initial stage of gall induction by Schlechtendalia chinensis2020

    • Author(s)
      Tomoko Hirano, Seisuke Kimura, Tomoaki Sakamoto, Ayaka Okamoto, Takumi Nakayama, Yoshihito Suzuki, Issei Ohshima, Masa H. Sato
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: - Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heterophylly: Phenotypic Plasticity of Leaf Shape in Aquatic and Amphibious Plants2019

    • Author(s)
      Li Gaojie、Hu Shiqi、Hou Hongwei、Kimura Seisuke
    • Journal Title

      Plants

      Volume: 8 Pages: 420~420

    • DOI

      10.3390/plants8100420

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative transcriptome analysis of galls from four different host plants suggests the molecular mechanism of gall development2019

    • Author(s)
      Takeda Seiji、Yoza Makiko、Amano Taisuke、Ohshima Issei、Hirano Tomoko、Sato Masa H.、Sakamoto Tomoaki、Kimura Seisuke
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0223686

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular Basis for Natural Vegetative Propagation via Regeneration in North American Lake Cress, Rorippa aquatica (Brassicaceae)2019

    • Author(s)
      Amano Rumi、Nakayama Hokuto、Momoi Risa、Omata Emi、Gunji Shizuka、Takebayashi Yumiko、Kojima Mikiko、Ikematsu Shuka、Ikeuchi Momoko、Iwase Akira、Sakamoto Tomoaki、Kasahara Hiroyuki、Sakakibara Hitoshi、Ferjani Ali、Kimura Seisuke
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 61 Pages: 353~369

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz202

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of SOG1 overexpression on DNA damage response in meristematic tissue2019

    • Author(s)
      Kaoru Okamoto Yoshiyama, Naoki Aoshima, Naoki Takahashi, Tomoaki Sakamoto, Masaaki Umeda, Seisuke Kimura
    • Organizer
      International Symposium: Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Differential gene expression analysis of Arabidopsis seedlings reveals potential involvement of 2-phnylacetic acid in hormone crosstalk2019

    • Author(s)
      Sam Cook, Seisuke Kimura, Hiroyuki Kasahara
    • Organizer
      The 23rd International Conference on Plant Growth Substances
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アブラナ科植物Rorippa aquaticaの水中適応に伴う、茎生葉上の新奇分裂組織を用いた栄養繁殖2019

    • Author(s)
      池松朱夏、佐々木亜美、坂本智昭、木村成介
    • Organizer
      日本育種学会第136回講演会ワークショップ「植物の生殖と環境・ストレス」
    • Invited
  • [Presentation] Comprehensive transcriptome analyses of galls from four different host plants suggest common process for gall development2019

    • Author(s)
      Seiji Takeda, Makiko Yoza, Taisuke Amano, Issei Oshima, Tomoko Hirano, Masa H. Sato, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura
    • Organizer
      The 5 th Joint Symposium on “Basic and Applied Studies of Plant Natural Products for Agriculture and Human Health”
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 古倍数性アブラナ科植物 Rorippa aquaticaの染色体レベルゲノムアセンブリ2019

    • Author(s)
      坂本智昭、坂本卓也、松永幸大、木村成介
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
  • [Presentation] 水陸両生植物Rorippa aquaticaにおける水没に応答した気孔形成抑制メカニズムの解析2019

    • Author(s)
      馬瀬樹志,野口楓子,池松朱夏,坂本智昭,木村成介
    • Organizer
      日本植物学会第83回大会
  • [Presentation] Rorippa aquaticaにおける異形葉性誘導に伴う共生細菌叢の変動2019

    • Author(s)
      板倉学、石塚裕樹、木村成介、上ノ山華織、金子貴一
    • Organizer
      植物微生物研究会第29回研究交流会
  • [Presentation] The suppression mechanism of stomatal development under submerged condition in Rorippa aquatica2019

    • Author(s)
      Tatsushi Umase, Fuko Noguchi, Shuka Ikematsu, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura
    • Organizer
      Frontiers in plant environmental response research: local signaling, long-distance communication and memory for developmental plasticity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Chromosome level genome assembly of palaeopolyploid plant Rorippa aquatica2019

    • Author(s)
      Tomoaki Sakamoto, Takuya Sakamoto, Sachihiro Matsunaga, Seisuke Kimura
    • Organizer
      Frontiers in plant environmental response research: local signaling, long-distance communication and memory for developmental plasticity
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 水中への適応形質としての異形葉性と栄養繁殖:非モデル植物のオミクス解析2019

    • Author(s)
      木村成介
    • Organizer
      バイオインフォマティクス教育セミナー2019
    • Invited
  • [Presentation] 環境に応じて変身する植物:Rorippa aquaticaの異形葉性の研究2019

    • Author(s)
      木村成介
    • Organizer
      第57回植物バイテクシンポジウム「変身する生き物、変身させる生き物」
    • Invited
  • [Presentation] Rorippa aquatica染色体レベルゲノムアセンブリと比較解析2019

    • Author(s)
      坂本智昭、坂本卓也、松永幸大、木村成介
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] 水陸両生アブラナ科植物 Rorippa aquaticaの水没に応答した迅速な気孔形成抑制のメカニズム2019

    • Author(s)
      池松朱夏、馬瀬樹志、野口楓子、坂本智昭、木村成介
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Presentation] Ab-GALFA 法を用いたヌルデの虫こぶ形成機構の解明2019

    • Author(s)
      中山拓己、斉藤悠馬、大島一正、鈴木義人、木村成介、松浦恭和、池田陽子、武田征士、平野朋子、 佐藤雅彦
    • Organizer
      第61回日本植物生理学会年会
  • [Remarks] 研究代表者のホームページ

    • URL

      https://www.seisukekimura.com

URL: 

Published: 2021-01-27  

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