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Molecular basis underlying tissue regeneration in plant

Research Project

Project/Area Number 22K06265
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionMeiji University (2023-2024)
Nara Institute of Science and Technology (2022)

Principal Investigator

Takahashi Naoki  明治大学, 農学部, 専任准教授 (40553623)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords再生 / 根 / 組織再生 / シロイヌナズナ
Outline of Research at the Start

植物は高い再生能力を有しており、組織が損傷を受けたとしても速やかに修復することで、持続的な成長を可能にしている。植物の組織再生機構の理解は、植物の永続的な発生を支える基盤として重要であるだけでなく、様々な状況下での植物の巧みな生存戦略の理解にも繋がる。そのことから、植物の組織再生機構を分子レベルで明らかにすることは重要な研究課題である。最近の我々の研究により、植物ホルモンのブラシノステロイドが根の組織再生に重要な役割を果たしていることを明らかにしている。本研究では、組織再生過程における植物ホルモンの役割を明らかにすることで、植物の組織再生の分子基盤の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Plants possess a high regenerative capacity, enabling the prompt repair of damaged tissues and thereby supporting sustained growth. In this study, we demonstrate that brassinosteroid signaling is transiently activated in the stem cell regeneration zone following root tip excision in Arabidopsis thaliana, suggesting a critical role for brassinosteroids in the tissue regeneration process. Furthermore, auxin appears to regulate the spatial and temporal activation of brassinosteroid signaling. In contrast, gibberellin negatively influences regeneration, potentially serving as a modulator of its timing and spatial dynamics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究による植物の組織再生機構の解明は、生物発生の基盤である幹細胞の維持機構の解明にも繋がることが期待されるとともに、植物が持つ分化全能性の理解にも大きく貢献すると考えられる。そのことから、発生を支える基本原理の解明に向けて全く新しい道を示すこととなり、学術的に高い創造性が生み出されることが期待される。また、接ぎ木など農業や園芸産業などへの応用にも大きく貢献することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2025 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] SUPPRESOR OF GAMMA RESPONSE 1 promotes early onset of endoreplication upon DNA double-strand breaks by inducing CCS52A1 expression in Arabidopsis roots2025

    • Author(s)
      Wada Toshiki、Sakamoto Ayako N.、Takahashi Naoki
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: - Issue: 4 Pages: 679-693

    • DOI

      10.1007/s10265-025-01630-y

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] DNA double-strand breaks enhance brassinosteroid signaling to activate quiescent center cell division in Arabidopsis2023

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Suita Kazuki、Koike Toshiya、Ogita Nobuo、Zhang Ye、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 75 Issue: 5 Pages: 1364-1375

    • DOI

      10.1093/jxb/erad424

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cytokinin signaling promotes root hair growth by directly regulating RSL4 expression2023

    • Author(s)
      Takatsuka Hirotomo、Sasaki Anna、Takahashi Naoki、Shibata Michitaro、Sugimoto Keiko、Tanaka Maho、Seki Motoaki、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: - Issue: 12 Pages: 3579-3594

    • DOI

      10.1093/jxb/erad091

    • Related Report
      2023 Research-status Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Brassinosteroids are required for efficient root tip regeneration in <i>Arabidopsis</i>2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      Plant Biotechnology

      Volume: 39 Issue: 1 Pages: 73-78

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.21.1103a

    • NAID

      130008128861

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • Year and Date
      2022-03-25
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Local induction of IAA5 and IAA29 promotes DNA damage-triggered stem cell death in Arabidopsis roots2022

    • Author(s)
      Takahashi Naoki、Ogita Nobuo、Koike Toshiya、Nishimura Kohei、Inagaki Soichi、Umeda Masaaki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2022.09.02.506394

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Open Access
  • [Presentation] シロイヌナズナを用いた複合ストレス応答に関わる新規因子の同定とその機能解析2025

    • Author(s)
      阿出川竣介、沖山祥太郎、竹内智洋、高橋直紀
    • Organizer
      第66回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるDNA損傷によるDNA倍加誘導機構の解明2025

    • Author(s)
      和田俊樹、坂本綾子、高橋直紀
    • Organizer
      第66回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] エタノール処理による植物の環境ストレス耐性の向上: ADH1遺伝子の機能解析2025

    • Author(s)
      川村亜綺、戸高大輔、松井章浩、鳥居千恵子、高橋直紀、関原明
    • Organizer
      第66回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナ根端の組織再生におけるジベレリン代謝の役割2025

    • Author(s)
      石川碧嶺、町田禅、高橋直紀
    • Organizer
      第66回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of novel factors involved in DNA damage responses in Arabidopsis2024

    • Author(s)
      Toshiki Wada, Mihiro Nakajima, Huka Hozumi, Naoki Takahashi
    • Organizer
      第65回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] DNA損傷応答における植物ホルモンの役割2023

    • Author(s)
      高橋直紀
    • Organizer
      日本放射線影響学会第66回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Regulatory mechanism of growth arrest in response to stresses2023

    • Author(s)
      Naoki Takahashi
    • Organizer
      Sustainable Enhancement of Plant Productivity with Precision Genomics
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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