植物の土壌環境適応戦略における選択的スプライシングの機能的、進化的解析

• 研究課題/領域番号: 13J08293
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 広島大学 (2015); 東京大学 (2013-2014)
• 研究代表者: 西田 翔 広島大学, 大学院生物圏科学研究科, 助教
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 780千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: 選択的スプライシング / 栄養 / 植物 / 土壌 / バイオインフォマティクス

研究実績の概要

1)亜鉛超集積植物Noccaea japonica由来ZNT1/ZIP4のsplicing isoformの機能解析: 本年度は、アブラナ科植物が共通して持つZNT1/ZIP4の生理学的機能を明らかにすることを目的に、シロイヌナズナのAtZIP4の機能解析を行った。ノックアウト変異株と過剰発現株を用いた解析の結果、AtZIP4はZn輸送体をコードしないことが示唆された。一方、N. japonicaが獲得したsplicing isoformと同様、N末端に欠損を持つAtZIP4の人工ORFをシロイヌナズナに過剰発現させたところ、植物中のZn濃度は有意に上昇し、N末端欠損型のAtZIP4がZn輸送体をコードすることがわかった。これまでの研究結果から、アブラナ科が共通して持つZNT1/ZIP4の機能は不明であるが、N. japonicaを含めたZn超集積性Noccaea属植物は、高重金属土壌環境に適応する過程でZn輸送体をコードするZNT1/ZIP4のsplicing isoformを獲得したと考えられた。

2)栄養欠乏ストレス下における選択的スプライシングの網羅解析: 本年度では、前年度までに絞りこまれた候補遺伝子の中から、K欠乏に特異的に応答してsplicingパターンが変化する転写因子遺伝子MYB59に着目した。RNA-Seqおよび定量PCRによる発現解析の結果、MYB59遺伝子からは主にDNA結合モチーフをコードする領域を一部欠損したisoformが転写されるが、K欠乏下では完全なDNA結合モチーフをコードするisoformの割合が有意に増加することが明らかとなった。先行研究において、MYB59の発現は主根の伸長を抑制する役割があることが示されている。本研究結果は、MYB遺伝子のsplicingパターンの変化を介した、栄養欠乏に応答した根の伸長制御の存在を示唆している。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Enhanced arsenic sensitivity with excess phytochelatin accumulation in shoots of a SULTR1;2 knockout mutant of Arabidopsis thaliana (L.) Heynh (2016)
  • 著者名/発表者名: Sho Nishida, Guilan Duan, Naoko Ohkama-Ohtsu, Shimpei Uraguchi, Toru Fujiwara
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 367-372
  • DOI: 10.1080/00380768.2016.1150790
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Large-scale profiling of brown rice ionome in an ethyl methanesulphonate-mutagenized hitomebore population and identification of high- and low-cadmium lines. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Tanaka, Sho Nishida, Takehiro Kamiya and Toru Fujiwara
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: in press 号: 1-2 ページ: 109-117
  • DOI: 10.1007/s11104-016-2812-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A decrease in phytic acid content substantially affects the distributionof mineral elements within rice seeds (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Sakai, Toru Iwai, Chie Matsubara, Yuto Usui, Masaki Okamura,Osamu Yatou, Yasuko Terada, Naohiro Aoki, Sho Nishida, Kaoru T. Yoshida
  • 雑誌名: Plant Science 巻: 238 ページ: 170-177
  • DOI: 10.1016/j.plantsci.2015.06.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of Nickel Accumulation in Response to Zinc Deficiency in Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Nishida , Aki Kato , Chisato Tsuzuki, Junko Yoshida and Takafumi Mizuno
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Science 巻: 16 号: 5 ページ: 9420-9430
  • DOI: 10.3390/ijms16059420
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Overexpression of a Gene Involved in Phytic Acid Biosynthesis Substantially Increases Phytic Acid and Total Phosphorus in Rice Seeds (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tagashira, Tomoe Shimizu, Masanobu Miyamoto, Sho Nishida and Kaoru T. Yoshida
  • 雑誌名: Plants 巻: 4 号: 2 ページ: 196-208
  • DOI: 10.3390/plants4020196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two Distinct Families of Protein Kinases Are Required for Plant Growth under High External Mg2+ Concentrations in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Junro Mogami, Yasunari Fujita, Takuya Yoshida, Yoshifumi Tsukiori, Hirofumi Nakagami, Yuko Nomura, Toru Fujiwara, Sho Nishida, Shuichi Yanagisawa, Tetsuya Ishida, Fuminori Takahashi, Kyoko Morimoto, Satoshi Kidokoro, Junya Mizoi, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 167 号: 3 ページ: 1039-1057
  • DOI: 10.1104/pp.114.249870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Selective induction of putative iron transporters, OPT8a and OPT8b, in maize by mycorrhizal colonization (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Kobae, Rie Tomioka, Keitaro Tanoi, Natsuko I. Kobayashi, Yoshihiro Ohmori, Sho Nishida, Toru Fujiwara
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 巻: 60 号: 6 ページ: 843-847
  • DOI: 10.1080/00380768.2014.949854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of fertilization in on cesium concentration of rice grown in paddy field in Fukushima prefecture at 2011 and 2012. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohmori Yoshihiro, Kajikawa Masataka, Nishida Sho, Tanaka Nobuhiro, Kobayashi Natsuko, Tanoi Keitaro, Furukawa Jun, Fujiwara toru
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 127 号: 1 ページ: 67-71
  • DOI: 10.1007/s10265-013-0618-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Difference in cesium accumulation among rice cultivars grown in the paddy field in Fukushima Prefecture in 2011 and 2012. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohmori Yoshihiro, Nishida Sho (42名中9番目), et al.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 127 号: 1 ページ: 57-66
  • DOI: 10.1007/s10265-013-0616-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epigenetic regulation of organic anion transporting polypeptide 1B3 in cancer cell lines. (2013)
  • 著者名/発表者名: Imai S, Kikuchi R, Tsuruya Y, Naoi S, Nishida S, Kusuhara H, Sugiyama Y.
  • 雑誌名: Pharmaceutical Research 巻: 30 号: 11 ページ: 2880-2890
  • DOI: 10.1007/s11095-013-1117-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the role of Arabidopsis RABA1 GTPases in salinity stress tolerance. (2013)
  • 著者名/発表者名: Asaoka Rin, Uemura Tomohiro, Nishida Sho, Fujiwara Toru, Ueda Takashi, Nakano Akihiko
  • 雑誌名: Plant Signal and Behavior 巻: 8 号: 9 ページ: e25377-e25377
  • DOI: 10.4161/psb.25377
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Genome-wide survey of lincRNA responding to nutrient deficiencies in Arabidopsis roots (2016)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、筧雄介、福田牧葉、嶋田幸久、藤原徹
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 「エキソンの組合せ制御」を介した植物の無機栄養応答は存在するのか？ (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、筧雄介、嶋田幸久、藤原徹
  • 学会等名: 2015年度日本土壌肥料学会関西支部講演会
  • 発表場所: メルパルク松山
  • 年月日: 2015-12-11
• [学会発表] シロイヌナズナの根における栄養欠乏応答性 exon combinationのゲノムワイド探索と同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、筧雄介、嶋田幸久、藤原徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2015年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] 栄養欠乏下のシロイヌナズナの根におけるexon combinationのゲノムワイド探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、筧雄介、嶋田幸久、藤原徹
  • 学会等名: 第一回植物の栄養研究会
  • 発表場所: 東京大学弥生キャンパス
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] 栄養欠乏下のシロイヌナズナの根におけるexon combinationの網羅解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、筧雄介、嶋田幸久、藤原徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 低カドミウム蓄積イネの作出とその表現型解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中伸裕、西田翔、神谷岳洋、石川覚、藤原徹
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Analysis of Low Magnesium Sensitive mutants of Arabidopsis thaliana (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nagao, Zhihang Feng, Naoyuki Sotta, Sho Nishida, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] シロイヌナスズナにおいてSnRK2およびそれらの相互作用因子SDB1プロテインキナーゼは Mg2+感受性を調節している (2015)
  • 著者名/発表者名: 最上惇郎、藤田泰成、吉田拓也、月居佳史、中神弘史、野村有子、藤原徹、西田翔、柳澤修一、石田哲也、森本恭子、城所聡、溝井順哉、篠崎一雄、篠崎和子
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学・世田谷キャンパス
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] ソルガム重金属高蓄積系統の選抜と重金属複合汚染土における選抜系統の浄化能の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山﨑清志、西田翔、山村卓也、城間翔太、多和田真吉、徳永毅、藤原徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2014年度東京大会
  • 発表場所: 東京農工大学・小金井キャンパス
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 亜鉛超集積性植物タカネグンバイ由来のZNT1/ZIP4は機能の異なる2種類のタンパク質をコードする (2014)
  • 著者名/発表者名: 西田翔、愛須彩加、水野隆文、藤原徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2014年度東京大会
  • 発表場所: 東京農工大学・小金井キャンパス
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] 亜鉛超集積性植物タカネグンバイで発現するスプライシング多型由来アミノ末端切断型NjZNT1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西田翔, 愛須彩加, 水野隆文, 藤原徹
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナにおいてSnRK2およびそれらの相互作用因子、SDB1プロテインキナーゼが調節する新規な生理応答の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 最上惇郎, 藤田泰成, 吉田拓也, 月居佳史, 中神弘史, 野村有子, 藤原徹, 西田翔, 柳澤修一, 石田哲也, 森本恭子, 城所聡, 溝井順哉, 篠崎一雄, 篠崎和子
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] イオノーム解析によるソルガムの重金属吸収特性の調査および高吸収系統の選抜 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西田翔, 山崎清志, 山村卓也, 徳永毅, 藤原徹
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年名古屋大会
  • 発表場所: 名古屋大学(愛知)
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] Characterization of nickel and zinc tolerance, accumulation and mineral profile in the metal hyperaccumulator Noccaea cochleariforme (2013)
  • 著者名/発表者名: Sho Nishida, Junko Yoshida, Toshihiro Watanabe, Toru Fujiwara, Takafumi Mizuno
  • 学会等名: XVII INTERNATIONAL PLANT NUTRITION COLLOQUIUM
  • 発表場所: イスタンブール(トルコ)
• [備考] 学会賞等の受賞（広島大学 大学院生物圏科学研究科HP）
  • URL: http://hiroshima-u.jp/gsbs/research/award/award27
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/syokuei/
• [備考]
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/syokuei/profile.html#nishida