窒素同化能力強化植物を用いたＣ／Ｎ相互作用に基づく高ＣＯ２応答ネットワークの解析

• 研究領域: 植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高ＣＯ２応答の包括的解明
• 研究課題/領域番号: 21114004
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 柳澤 修一 東京大学, 生物生産工学研究センター, 准教授 (20222359)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 111,930千円 (直接経費: 86,100千円、間接経費: 25,830千円); 2013年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2012年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2011年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2010年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2009年度: 30,810千円 (直接経費: 23,700千円、間接経費: 7,110千円)
• キーワード: 高二酸化炭素 / 窒素同化 / メタボローム解析 / 植物 / 高CO2応答 / 代謝物 / 窒素 / 遺伝子発現 / 高CO_2応答 / 窒素応答 / C/Nバランス / C / Nバランス

研究成果の概要

窒素栄養環境の違いが高CO2応答として引き起こされる代謝バランスの変化に、どのような影響を及ぼすかを明らかにすることを目的として、CO2濃度、窒素栄養の種類と濃度、光強度が異なる多様な生育環境（合計で24条件）で栽培したシロイヌナズナを用いてメタボローム解析を実施した。これにより、アンモニウムが窒素源として存在していることが代謝バランスを改変する大きな要素であるが、個々の代謝物濃度におけるアンモニウムの効果に対して、CO2濃度の上昇は違ったように作用することを明らかにした。また、窒素同化能力を改変したシロイヌナズナを用いて類似の解析も行った。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of metabolic states of Arabidopsis thaliana under diverse carbon and nitrogen nutrient conditions via targeted metabolomic analysis (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, S. and Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 2 ページ: 306-319
  • DOI: 10.1093/pcp/pct192
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High CO2 triggers preferential root growth of Arabidopsis thaliana via two distinct systems at low pH and low N stresses (2014)
  • 著者名/発表者名: Hachiya, T., Sugiura, D., Kojima, M., Sato, S., Yanagisawa, S., Sakakibara, H., Terashima, I. and Noguchi, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 2 ページ: 269-280
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of elevated growth CO2 on the levels of primary metabolites and transcripts of respiratory enzymes and their diurnal patterns in Arabidopsis thaliana shoots: possible relations to the respiratory rates (2014)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, C.K., Sato, S., Yanagisawa, S., Uesono, Y., Terashima, I. and Noguchi, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 2 ページ: 341-357
  • DOI: 10.1093/pcp/pct185
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nitrite transport activity of a novel HPP family protein conserved in cyanobacteria and chloroplasts (2014)
  • 著者名/発表者名: Maeda, S., Konishi, M., Yanagisawa, S. and Omata, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 7 ページ: 1311-1324
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu075
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transcription factors involved in controlling the expression of nitrate reductase genes in higher plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 229 ページ: 167-171
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2014.09.006
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plant responses to CO2: Background and perspectives. (2014)
  • 著者名/発表者名: Terashima I, Yanagisawa S, Sakakibara H
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54 号: 2 ページ: 237-240
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu022
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Characterization of a nitrate-inducible transcriptional repressor NIGT1 provides new insights into DNA recognition by the GARP family proteins (2013)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 8 号: 6 ページ: e24447-e24447
  • DOI: 10.4161/psb.24447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantification of zinc transport via the phloem to the grain in rice plants (Oryza sativa L.) at early grain-filling by a combination of mathematical modeling and 65Zn tracingy (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama, R., Tanoi, K., Yanagisawa, S., Yoneyama, T.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 59 号: 5 ページ: 750-755
  • DOI: 10.1080/00380768.2013.819774
  • 査読あり
• [雑誌論文] The evolutionary events necessary for the emergence of symbiotic nitrogen fixation in legumes may involve a loss of nitrate responsiveness of the NIN transcription factor (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, W., Konishi, M., Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 8 号: 10 ページ: e25975-e25975
  • DOI: 10.4161/psb.25975
  • 査読あり
• [雑誌論文] An NLP-binding site in the 3' flanking region of the nitrate reductase gene confers nitrate-inducible expression in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Konishi, M., Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 59 号: 4 ページ: 612-620
  • DOI: 10.1080/00380768.2013.809602
  • 査読あり
• [雑誌論文] A nitrate-inducible GARP family gene encodes an auto-repressible transcriptional repressor in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawaki, N., Tsujimoto, R., Shigyo, M., Konishi, M., Toki, S., Fujiwara, T. and Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 54 号: 4 ページ: 506-517
  • DOI: 10.1093/pcp/pct007
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arabidopsis NIN-like transcription factors play a central role in nitrate signalling (2013)
  • 著者名/発表者名: Konishi, M. and Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 4 号: 1 ページ: 1617-1617
  • DOI: 10.1038/ncomms2621
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Dof Transcription Factor, SCAP1, Is Essential for the Development of Functional Stomata in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Negi, J., Moriwaki, K., Konishi, M., Yokoyama, R., Nakano, T., Kusumi, K., Hashimoto-Sugimoto, M., Schroeder, J.I., Nishitani, K., Yanagisawa, S. and Iba, K.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 23 号: 6 ページ: 479-484
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic characterization of the greening process in rice seedlings using the MS spectral intensity-based label free method (2012)
  • 著者名/発表者名: Hamamoto, K., Aki, T., Shigyo, M., Sato, S., Ishida, T., Yano, K., Yoneyama, T., Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Journal of Proteome Research 巻: 11 ページ: 331-347
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of the transcriptional regulation mediated by the nitrate-responsive cis-element in higher plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Mineko Konishi, Shuichi Yanagisawa
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 411 ページ: 708-713
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Regulatory Region Controlling the Nitrate-responsive Expression of a Nitrate Reductase Gene, NIA1, in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Mineko Konishi, Shuichi Yanagisawa
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 52 ページ: 824-836
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of the nitrate-responsive cis-element in the Arabidopsis NIR1 promoter defines the presence of multiple cis-elements for nitrogen response (2010)
  • 著者名/発表者名: Konishi, M., Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Plant J. (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of PpDof1 transcription factor in the nutrient-dependent growth control in Physcomitrella patens
  • 著者名/発表者名: Sugiyama, T., Tabei, N., Ishida, T., Shigyo, M., Yoneyama, T., Yanagisawa, S.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: (In press)
  • 査読あり
• [学会発表] 糖誘導性核小体局在タンパク質NuGAP1/APUM24のリボソーム生合成への関与の可能性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前川修吾、石田哲也、柳澤修一
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 胚発生と維管束パターン形成におけるシロイヌナズナDof5.8転写因子の役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、柳澤修一
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 糖と窒素栄養応答に関与する核局在BTBタンパク質の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐々木勇樹, 安田盛貴, 柳澤修一，佐藤長緒, 山口淳二
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 植物の窒素応答 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 第3回ブラキボディウムワークショップ
  • 発表場所: 川崎
  • 年月日: 2015-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 胚発生に関与する糖誘導性核小体局在タンパク質APUM24/NuGAP1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 前川修吾、石田哲也、柳澤修一
  • 学会等名: 第32回日本植物細胞分子生物学会（盛岡）大会・シンポジウム
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] C/N栄養応答に関与する新規14-3-3タンパク質結合因子の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木勇樹、安田盛貴、柳澤修一、佐藤長緒、山口淳二
  • 学会等名: 第32回日本植物細胞分子生物学会（盛岡）大会・シンポジウム
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-22
• [学会発表] Sugar-inducible pumilio protein APUM24 is involved in both embryogenesis and leaf development in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: 前川修吾、石田哲也、柳澤修一
  • 学会等名: 第16回日本RNA学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-07-23 – 2014-07-25
• [学会発表] 植物の硝酸応答機構研究の新展開 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一，小西美稲子，鈴木渉
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会シンポジウム「植物の三大栄養素（N-P-K）の感知と利用の新理解」
  • 発表場所: 富山
  • 招待講演
• [学会発表] C/N栄養応答に関与する新規ユビキチンリガーゼBTタンパク質の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐々木勇樹, 安田盛貴, 柳澤修一，佐藤長緒, 山口淳二
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 硝酸誘導型転写因子NLPによるBTタンパク質遺伝子の発現誘導 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉岡希、小西美稲子、石田哲也、柳澤修一
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 石田哲也、柳澤修一 (2014)
  • 著者名/発表者名: グルコース応答性遺伝子AtNuGAP1由来の核タンパク質の胚発生への関与
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] 高等植物の硝酸応答を担うNLP転写因子の機能ドメインの解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、鈴木渉、柳澤修一
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Members of the nin-like protein family are transcription factors governing nitrate-inducible gene expression (2013)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, S.
  • 学会等名: Nitrogen 2013 (2nd International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: Puerto Varas, Chile
  • 招待講演
• [学会発表] The central role of NLP transcription factors in nitrate-inducible gene expression (2013)
  • 著者名/発表者名: Mineko Konishi, Shuichi Yanagisawa
  • 学会等名: The 24th International Conference on Arabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] つくばFACEサイトのイネの葉の呼吸系の高CO2応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 野口航，渡辺千尋，酒井英光，長谷川利拡，柳澤修一，寺島一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] Transcriptional regulation of gibberellin biosynthesis by ethylene signaling in the growth response of submerged deepwater rice (tkuroha@agr.nagoya-u.ac.jp) (2013)
  • 著者名/発表者名: Kuroha, T., Keisuke Nagai, K., Ayano, M., Yanagisawa, S., Ashikari, M.
  • 学会等名: The 21st International Conference on Plant Growth Substances IPGSA2013
  • 発表場所: Shanghai, China
• [学会発表] NIN-like proteinによる硝酸誘導性遺伝子発現の制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、鈴木渉、柳澤修一
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013 年度名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] シロイヌナズナの窒素応答 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 日本学術振興会産学協力第160委員会第2回研究会「植物栄養代謝バランスの多方面からの理解」
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-03-02
• [学会発表] シロイヌナズナの環境栄養応答に関する主要代謝経路のメタボローム測定データを用いた比較ネットワーク解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤滋、柳澤修一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Molecular Mechanism Underlying Nitrate-responsive Gene Expression in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, S. and Konishi, K.
  • 学会等名: 22nd IUBMB - 37th FEBS Congress
  • 発表場所: スペイン、セビリア
• [学会発表] 高等植物の硝酸応答機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 植物バイオマスと窒素同化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物細分子生物学会2011年度大会・シンポジウム「低炭素社会に向けた植物バイオマス研究の新展開」
  • 発表場所: 福岡(九州大学)
• [学会発表] シロイヌナズナ高CO_2応答のメタボローム解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「高CO_2な近未来環境で植物はどうなるか?-その理解のための生化学的アプローチ-」
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 高等植物における窒素応答型遺伝子発現の分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 作物学会 ミニシンポジウム
  • 発表場所: 宇都宮
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] シロイヌナズナ硝酸還元酵素遺伝子NIA1の発現制御機構の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 植物の翻訳開始因子eIF6の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤裕樹、小西美稲子、米山忠克、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] ナノスケールでの植物プロテオミクス:新規シグナル応答因子の同定に向けた3つの応用例 (2010)
  • 著者名/発表者名: 秋利彦、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] CE-MSによる代謝プロファイリング:陰イオン性代謝物質測定のための2つの分離モード (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐藤滋、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 進化的に保存された糖誘導型核タンパク質の同定と解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石田哲也、秋利彦、柳澤修一
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] An attempt to improve nitrogen utilization efficiency of crops : genetic modification with the Dof1 transcription factor (2010)
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: Plant and Animal Genome XVIII Conference
  • 発表場所: San Diego, California, USA
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] Involvement of Dof transcription factors from the moss, Physcomitrella patens, in growth regulation (2009)
  • 著者名/発表者名: Takumi Sugiyama, Nobumitsu Tabei, Mikao Shigyo, Tadakatsu Yoneyama, Shuichi Yanagisawa
  • 学会等名: 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] 植物転写因子を用いた植物機能の強化
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 生物生産工学研究センターシンポジウム "植物機能のバイオテ クノロジー"
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] イネ緑化過程の比較プロテオーム解析
  • 著者名/発表者名: 柳澤修一
  • 学会等名: 日本プロテオーム学会2012年大会、日本ヒトプトテオーム機構 第10回大会シンポジウム "農学プロテオーム研究の最前線"
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] NBP転写因子による硝酸応答の制御
  • 著者名/発表者名: 小西美稲子、柳澤修一
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [図書] Transcription factors : improving abiotic stress tolerance in plants, in Improving Stress Resistance to Abiotic Stress(Narendra Tuteja, ed.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishida, T., Osakabe, Y., Yanagisawa, S.
  • 総ページ数: 30
  • 出版者: Wiley-Blackwell, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.(Germany)
• [備考] 窒素栄養の利用を制御する植物の仕組み
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/tag/nin-like-transcription-factor/
• [備考] NIN様転写因子が植物の硝酸応答を司る
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2013/20130321-1.html