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植物鉄センシング分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H05617
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関石川県立大学

研究代表者

小林 高範  石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70590206)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円)
2017年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2016年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2015年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
キーワード鉄欠乏 / イネ / 遺伝子発現 / 転写因子 / ユビキチンリガーゼ / センサー / センシング / 植物 / 遺伝子 / シグナル伝達 / ユビキチン
研究成果の概要

本研究では、植物の細胞内鉄センサーを明らかにするために、イネの転写因子 IDEF1 およびユビキチンリガーゼ HRZ に注目し、これらの金属との結合と鉄欠乏応答の制御とを繋ぐ分子メカニズムを調査した。IDEF1 の DNA 結合性、タンパク質安定性は鉄栄養条件により明確には変化しなかった。HRZ のタンパク質安定性、局在および機能が、金属との結合で変化する可能性を見いだした。HRZ の下流で、鉄硫黄クラスターの合成と輸送に関わるタンパク質および bZIP 転写因子が機能する可能性を見いだした。イネの鉄欠乏の初期応答と HRZ による鉄栄養制御に、ジャスモン酸経路が関わることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界の耕地の30%以上を占める石灰質土壌では、植物は鉄を吸収しにくく生育に適さないが、本研究はこのような土壌でも良好に育つ植物の開発につながる。さらに、植物が土壌中から吸収する鉄は、食物の鉄分の由来となるため、本研究は鉄栄養価の高い米などの食物の開発につながる。学術的には、植物の鉄感知を担う細胞内鉄センサーと鉄欠乏シグナルの実体は未だに明らかになっていない。本研究はこれらの解明につながる重要な知見を提供するものである。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Rice HRZ ubiquitin ligases are crucial for response to excess iron2018

    • 著者名/発表者名
      Aung MS, Kobayashi T, Masuda H, Nishizawa NK
    • 雑誌名

      Physiol. Plant.

      巻: in press 号: 3 ページ: 282-296

    • DOI

      10.1111/ppl.12698

    • NAID

      120006942648

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物、鉄とユビキチンリガーゼ2017

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 雑誌名

      ユビキチンネオバイオロジー ニュースレター. 新学術領域「ユビキチンネオバイオロジー」

      巻: -- ページ: 7-11

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Jasmonate signaling is activated in the very early stages of iron deficiency responses in rice roots.2016

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, T. (corresponding author), Itai, R.N., Senoura, T., Oikawa, T., Ishimaru, Y., Ueda, M., Nakanishi, H., Nishizawa, N.K.
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 印刷中 号: 4-5 ページ: 533-547

    • DOI

      10.1007/s11103-016-0486-3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Regulating Subcellular Metal Homeostasis: The Key to Crop Improvement.2016

    • 著者名/発表者名
      Khurram Bashir, Sultana Rasheed, Takanori Kobayashi, Motoaki Seki, Naoko K. Nishizawa.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 7 ページ: 1192-1192

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.01192

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Regulation of iron deficiency responses by HRZ ubiquitin ligases and their interacting partners2018

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi
    • 学会等名
      19th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 植物の鉄欠乏応答と鉄感知2018

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      日本農芸化学会2018年度大会 シンポジウム講演
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] HRZ 結合性グルタレドキシンによるイネの鉄欠乏応答制御2018

    • 著者名/発表者名
      小林高範、西澤直子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2018年度神奈川大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] イネのグルタレドキシンはユビキチンリガーゼ HRZ とともに鉄欠乏応答を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      小林高範、西澤直子
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 鉄結合性ユビキチンリガーゼ HRZ による鉄栄養制御2018

    • 著者名/発表者名
      小林高範、メイサンアウン、増田寛志、瀬野浦武志、西澤直子
    • 学会等名
      第11回北陸合同バイオシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 植物の鉄欠乏応答解明による植物の生産性とミネラル栄養価の向上2017

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      平成29年度石川県立大学シーズ発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子組み換えと育種で鉄分豊富なコメを作る2017

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      平成29年度第1回石川県食品技術研究者ネットワークオープンセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rice HRZ ubiquitin ligases are involved in both iron deficiency and excess responses and jasmonate signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi, May Sann Aung, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Hiroshi Masuda, Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • 学会等名
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] HRZ ubiquitin ligases negatively regulate rice iron uptake, transport and accumulation under various iron conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi, May Sann Aung, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Hiroshi Masuda, Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • 学会等名
      ASPB annual meeting in 2017 (Plant Biology 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] イネのユビキチンリガーゼHRZは鉄過剰耐性に関与する2017

    • 著者名/発表者名
      メイサンアウン、小林高範、増田寛志、西澤直子
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2017年度仙台大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] HRZ ubiquitin ligases and jasmonate signaling regulate iron deficiency responses in rice roots.2016

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • 学会等名
      18th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Regulation of rice iron deficiency response and possible iron sensing by HRZ ubiquitin ligases.2016

    • 著者名/発表者名
      Takanori Kobayashi
    • 学会等名
      International Workshop on Soil-Microbe-Plant Interaction
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ユビキチンリガーゼ HRZ による植物の鉄栄養制御と鉄感知2016

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      第40回日本鉄バイオサイエンス学会学術集会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 少ない鉄でもよく育ち、鉄を効率的に貯めるイネ2016

    • 著者名/発表者名
      小林高範
    • 学会等名
      平成28年度石川県立大学シーズ発表会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イネ鉄欠乏応答の初期にジャスモン酸経路が活性化される2016

    • 著者名/発表者名
      小林高範・板井玲子・瀬野浦武志・及川貴也・石丸泰寛・上田実・中西啓仁・西澤直子
    • 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(盛岡)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イネ鉄欠乏応答におけるユビキチンリガーゼHRZとジャスモン酸経路の関与2015

    • 著者名/発表者名
      小林高範・板井玲子・瀬野浦武志・及川貴也・石丸泰寛・上田実・中西啓仁・西澤直子
    • 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(京都)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 石川県立大学 生物資源工学研究所 植物細胞工学研究室

    • URL

      http://ribb.ishikawa-pu.ac.jp/pct/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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