| 研究領域 | 植物と微生物の共創による超個体の覚醒 |
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| 研究課題/領域番号 |
21H05152
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 石川県立大学 (2022-2023)
奈良先端科学技術大学院大学 (2021) |
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研究代表者 |
宮島 俊介 石川県立大学, 生物資源環境学部, 講師 (20727169)
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| 研究分担者 |
戸田 陽介 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 招へい教員 (00808264)
杉田 亮平 名古屋大学, アイソトープ総合センター, 講師 (60724747)
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| 研究期間 (年度) |
2021-08-23 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
52,390千円 (直接経費: 40,300千円、間接経費: 12,090千円)
2023年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2022年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
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| キーワード | 植物微生物相互作用 / 蛍光イメージング / RIイメージング / 画像解析 / 生体イメージング / 画像データ解析 / 植物超個体 / ライブイメージング / 植物表現型定量技術 / 超個体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
野外環境において植物は、多様な微生物と共存する拡張された個体「超個体」を構築し、高い環境適応能力を獲得する。この過程において、植物は、葉圏・根圏での局所的な微生物情報を個体全体で統合し、地上部-地下部の器官機能を連動させると考えられるが、この部分-全体での動的な植物応答を体系的に理解する実験系は未だ確立されていない。本研究では、植物-微生物相互作用、地上-地下物質輸送、器官成長といった「植物と微生物の超個体化」を読み解く鍵となる現象を、時系列を追って包括的かつ高解像度で可視化する研究プラットフォーム「超個体イメージャー」を構築し、本研究領域の掲げる「植物超個体機能学」の推進に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
植物は、多様な微生物との共生を通じ「超個体」を形成し、過酷な自然環境下に適応している。この超個体の確立の過程において、共生微生物との相互作用が、植物の生理応答にダイナミックな変化をもたらしていると考えられるが、これまでその過程を可視化する技術は確立されていなかった。本研究では、土壌環境下での根と微生物との相互作用に焦点を当て、根や微生物の遺伝子発現の変動、生命動態、および物質輸送を非破壊的に可視化する「超個体イメージャー」を構築した。本研究が構築した観察技術は、様々な植物-微生物相互作用を発端とする根圏超個体化現象を紐解くための基盤技術をとなると期待される。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年の研究から、植物の根は様々な土壌微生物と共存関係を構築していることが見出されている。一方、土壌という隠れた空間のなかでの根と微生物との相互作用を実際に可視化する技術は非常に乏しかった。本研究では、新たな観察ディバイスの構築、さらには、可視光と放射線という性質の異なる光を検出する新たな実験系を立ち上げることで、土壌空間での、根と糸状菌の相互作用や物質輸送の実態を見出す研究手法を確立した。本研究の成果は、今後、様々な植物と微生物との共存関係を理解するための研究基盤となることが期待される。
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