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多年生植物の有する維管束を介した新規冬季環境適応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04801
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関筑波大学

研究代表者

佐藤 忍  筑波大学, 生命環境系(副学長), 副学長 (70196236)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2016年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
キーワードポプラ / 導管液 / 冬季環境 / 耐性 / 根 / 落葉樹 / 短日 / microRNA / 篩管 / 葉 / 休眠 / 低温馴化 / 糖 / ショ糖 / ショ糖輸送体 / 低温
研究成果の概要

冬期のポプラの導管液に多く含まれる導管液タンパク質(XSP24)はCupinファミリーに属し、短日および根へのABA投与で発現が誘導され、冬季の低温で活性酸素除去に寄与していると考えられた。また同XSP25はBasic Secretory Proteinファミリーに属し、短日で根の中心柱での発現が誘導される(ABA投与では誘導されない)とともに、芽へのタンパク質の蓄積が見られ、凍結や乾燥から細胞を保護している可能性が示唆された。また、短日の葉で発現し、カボチャ等の既存の篩管液microRNA データベースに含まれるmicroRNA が根への情報伝達因子候補として複数同定された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

落葉性木本植物において秋の短日は、休眠芽形成と冬季環境への適応を誘導する。冬期導管液中のタンパク質(XSP25、XSP24)は根から地上部に送られて冬期の低温や乾燥に対する耐性をもたらすと考えられた。また無菌ポット栽培では、短日条件下で根の成長が低下し、根でXSP25、XSP24、ショ糖排出輸送体(SWEETs)の発現が誘導された。しかし短日において休眠芽形成を誘導するABAはXSPsとSWEETsの一部しか誘導しなかった。一方、短日の葉で発現し、篩管液に含まれる可能性のあるmicroRNA が複数同定された。この結果は、短日情報を葉から根へ伝達する新たな因子の発見につながることが期待される。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Ottawa(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Southern Cross University(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] オタワ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] タスマニア大学(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Presence of a basic secretory protein in xylem sap and shoots of poplar in winter and its physicochemical activities against winter environmental conditions2019

    • 著者名/発表者名
      T. Aohara, J. Furukawa, K. Miura, S. Tsuda, J. S. Poisson, R. N. Ben, P. W. Wilson, S. Satoh
    • 雑誌名

      J. Plant Research

      巻: 132 号: 5 ページ: 655-665

    • DOI

      10.1007/s10265-019-01123-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] RAP2.6L and jasmonic acid–responsive genes are expressed upon Arabidopsis hypocotyl grafting but are not needed for cell proliferation related to healing2018

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka K, Yanagi R, Yumoto E, Yokota T, Yamane H, Satoh S, Asahina M
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 96 号: 6 ページ: 531

    • DOI

      10.1007/s11103-018-0702-4

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/c6827e95-52cd-4846-8214-c3ee3d942723

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of a xylem sap germin-like protein and its expression under short-day and non-freezing low-temperature conditions in poplar root2016

    • 著者名/発表者名
      Aohara T., Mizuno H., Kiyomichi D., Abe Y., Matsuki K., Sagawa K., Mori H., Iwai H., Furukawa J., Satoh S.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 33 号: 2 ページ: 123-127

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.16.0411a

    • NAID

      130005164807

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] ポプラの短日による休眠移行におけるmicroRNAの根への長距離輸送と機能2020

    • 著者名/発表者名
      廣岡慎也、小野公代、古川純、小野道之、佐藤忍
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ切断花茎におけるエクスパンシンの発現と機能の解析2018

    • 著者名/発表者名
      横川裕理、ハニエビダディ、小野公代、松岡啓太、朝比奈雅志、岩井宏暁、佐藤忍
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ポプラの季節性成長における糖含量の変化とショ糖排出トランスポーターの組織化学的発現解析2017

    • 著者名/発表者名
      小野公代、鈴木陽佳,青原勉,小野道之、岩井宏暁,古川純、佐藤忍
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ポプラの根で生産された細胞外導管液タンパク質の耐凍性への関与2017

    • 著者名/発表者名
      青原勉、古川純、三浦謙治、佐藤忍
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島大学(鹿児島県・鹿児島市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ポプラ根の成長と導管液中の糖に関連する遺伝子の発現に対する日長及び温度の効果2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木陽佳、青原勉、古川純、佐藤忍
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] ここは佐藤忍研究室です

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/shinobuhomepage/SSindex.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/shinobuhomepage/SSindex.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] ここは 佐藤 忍 研究室です

    • URL

      http://www.biol.tsukuba.ac.jp/~plphys/shinobuhomepage/SSindex.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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