Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
植物は，土壌中から様々な栄養を吸収し，代謝や成長を支えている。窒素栄養は，植物の要求量が多く，バイオマスや種子収量に大きな影響を与える。植物は，細胞内の窒素状態に応じて，窒素の輸送やアミノ酸代謝等を柔軟に変化させながら成長を最適化している。さらに，より長期的な窒素欠乏環境においては，植物は花成（成長相の転換）を誘導し，ソース-シンク機能の劇的な変化もおこる。しかし，こうした不規則な栄養欠乏条件に応じた適応機構を協調的に制御する分子機構は不明である。本研究では，これまで申請者らが同定した窒素応答性花成や代謝の制御因子の機能に着目し，不規則な栄養環境おける植物ステージゲート機構の解明を目指す。
本研究では，植物が異なる時間経過の栄養欠乏ストレスに対して誘導する成長相転換と代謝変動の統合的制御に関わる分子機構の解明を目指す。栄養シグナルは，細胞内の代謝変動に加え，成長相転換にも作用することで植物の生育に大きな影響を与えている。これまで主に短期的な栄養欠乏に応じた代謝最適化に関する研究が盛んに行われてきた。その一方で，より長期的な栄養欠乏により誘導される花成やソース-シンク機能転換といった，植物個体レベルのダイナミックな成長様式変化を伴うステージゲート制御機構については謎が多い。本研究では，申請者らがこれまでに見出した窒素応答性花成制御に重要なSnRK1-FBH4モジュールおよび窒素応答性エピゲノム状態変化に着目し，不規則な栄養環境におけるステージゲート移行を制御する分子機構の解明を目指す。主に，下記3研究課題に関する詳細な解析を効率的に実施する。研究課題 1） 不規則な窒素環境おけるFBH4機能制御および遺伝子発現変動の解析研究課題 2) 不規則な窒素環境おけるSnRK1キナーゼの機能解析研究課題 3） 窒素欠乏に応答したエピゲノム制御と生理機能の解析当該年度は，不規則な窒素栄養条件に応じたFBH4標的遺伝子の同定および機能解析を行った。また，課題2に関わるSnRK1相互作用因子の解析や生育ステージに応じた機能解析を行った。加えて、窒素欠乏条件におけるエピゲノム変化としてヒストンアセチル化状態の変動を解析した。
令和6年度が最終年度であるため、記入しない。
All 2025 2024 2023 Other
All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Peer Reviewed: 4 results, Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results, Invited: 4 results) Remarks (1 results)
Plant Biotechnology
Volume: 42 Issue: 1 Pages: 57-64
10.5511/plantbiotechnology.24.1220a
Plant Cell Physiology
Volume: 65 Issue: 12 Pages: 1907-1924
10.1093/pcp/pcae123
Volume: 40 Issue: 1 Pages: 93-98
10.5511/plantbiotechnology.22.1219a
Nature Chemical Biology
Volume: 19 Issue: 11 Pages: 1331-1341
10.1038/s41589-023-01346-x
https://biol.sci.hokudai.ac.jp/
