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転写因子GL2が統御する植物表皮細胞機能分化機構

研究課題

研究課題/領域番号 16H04804
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
研究機関京都大学

研究代表者

青山 卓史  京都大学, 化学研究所, 教授 (80202498)

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
16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2016年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード植物細胞分化 / 表皮細胞 / 転写制御ネットワーク / 脂質シグナル / 細胞内局在性 / 根毛 / オーキシン / 細胞分化 / 転写制御 / 細胞内シグナル伝達 / 細胞形態形成 / 形態形成 / 植物ホルモン
研究成果の概要

植物表皮細胞の分化には共通の転写制御ネットワークが関与することが分かっており、シロイヌナズナの転写因子GL2はそのネットワークの最下流で働く。本研究では、GL2下流で根毛細胞分化に関わる因子の同定およびそれらの機能の解明を試みた。GL2の直接標的遺伝子の産物である脂質代謝酵素PLDζ1は、そのN末領域に依存してトランスゴルジネットワークに局在することを明らかにした。また、 GL2の直接標的遺伝子の産物である転写因子LRL1のさらに下流で働く遺伝子群を探索し、RhoGTPase制御因子などの遺伝子が同定された。これらの結果は、GL2下流で様々な細胞内シグナル伝達系が制御されていることを示す。

研究成果の学術的意義や社会的意義

根の表皮の根毛細胞や葉の表皮のトライコームなど、植物表皮細胞には形態や機能において他から明確に分化したものが多く見られる。それらは詳細な観察が容易であることなどから、植物細胞分化の研究対象としてこれまで集中的に研究されてきた。それ故、GL2下流で働く制御因子の役割を明らかにすることは植物細胞分化研究の最先端の知見を得ることを意味する。また、根毛は根の固定、水分や栄養素の吸収、土壌微生物との相互作用などにおいて中心的な役割を担うことが知られており、その分化制御機構を明らかにすることは様々な植物における有用品種の開発につながる。

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

    (20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 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] MRC Laboratory of Molecular Biology(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Peking University(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 北京大学(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Arabidopsis PCaP2 modulates the phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate signal on the plasma membrane and attenuates root hair elongation2019

    • 著者名/発表者名
      Kato Mariko、Tsuge Tomohiko、Maeshima Masayoshi、Aoyama Takashi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: in press 号: 4 ページ: 610-625

    • DOI

      10.1111/tpj.14226

    • 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
  • [雑誌論文] PtdIns(3,5)P2 mediates root hair shank hardening in Arabidopsis.2018

    • 著者名/発表者名
      Hirano T, Konno H, Takeda S, Dolan L, Kato M, Aoyama T, Higaki T, Takigawa-Imamura H, Sato MH.
    • 雑誌名

      Nat Plants.

      巻: 4 号: 11 ページ: 888-897

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0277-8

    • 関連する報告書
      2018 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] SRPP, a cell-wall protein is involved in development and protection of seeds and root hairs in Arabidopsis thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Tanaka, Hiroshi Uno, Shohei Okuda, Shizuka Gunji, Ali Ferjani, Takashi Aoyama, Masayoshi Maeshima
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology

      巻: 58 ページ: 760-769

    • DOI

      10.1093/pcp/pcx008

    • NAID

      120006343667

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RNA binding proteins RZ-1B and RZ-1C play critical roles in regulating pre-mRNA splicing and gene expression during development in Arabidopsis.2016

    • 著者名/発表者名
      Wu Z, Zhu D, Lin X, Miao J, Gu L, Deng X, Yang Q, Sun K, Zhu D, Cao X, Tsuge T, Dean C, Aoyama T, Gu H, Qu LJ.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 28 号: 1 ページ: 55-73

    • DOI

      10.1105/tpc.15.00949

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] シロイヌナズナの根毛形成に関わる転写因子 LRL1の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      山田鴻,加藤真理子,柘植知彦,和田拓治,冨永るみ,Li-Jia Qu,青山卓史
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis Phospholipase Dζ1 and ζ2 Target Different Intracellular via Their N-terminal Domains.2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Shimamura, Yukimi Y. Taniguchi, Yohei Ohashi, Mariko Kato, Tomohiko Tsuge, Takashi Aoyama
    • 学会等名
      The 18th International Workshop on Plant Membrane Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] PtdIsn(4,5)P2産生酵素をコードするPIP5K遺伝子は花粉の発達過程において機能する2019

    • 著者名/発表者名
      加藤真理子、亘真知子、藤原崇志、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの根毛形成における平面内極性確立機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      岸本太地、加藤真理子、柘植知彦、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるPIP5K7とPIP5K8の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      黒田凌、加藤真理子、柘植知彦、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2019年度年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of type B PIP5Ks in plant cell morphogenesis2018

    • 著者名/発表者名
      Machiko Watari, Mariko Kato, Tomohiko Tsuge, Takashi Aoyama
    • 学会等名
      The 29th International Conference of Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Function of Arabidopsis type-B phosphatidylinositol phosphate 5-kinase genes in plant growth and development2018

    • 著者名/発表者名
      Mariko Kato, Machiko Watari, Ryo Kuroda, Taichi Kishimoto, Hiroaki Kusano, Tomohiko Tsuge, Blanc-Mathieu Romain, Hiroyuki Ogata, Takashi Aoyama
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Biological function of type-B phosphatidylinositol phosphate 5-kinase genes of Arabidopsis thaliana.2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Aoyama, Mariko Kato, Yukika Wada, Machiko Watari, Tomohiko Tsuge, Blanc-Mathieu Romain, Hiroyuki Ogata, Hiroaki Kusano
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2017年度年会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナPCaP2はPI(4,5)P2シグナルを調節することにより根毛の伸長を減衰する2017

    • 著者名/発表者名
      加藤真理子、柘植知彦、前島正義、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2018年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるPIP5K7とPIP5K8の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      黒田凌、加藤真理子、柘植知彦、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2018年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] BタイプPIP5Kの遺伝学的解析2017

    • 著者名/発表者名
      亘真智子、加藤真理子、柘植知彦、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2018年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナPLDz1およびPLDz2の細胞内局在2017

    • 著者名/発表者名
      島村亮太、谷口(山本)幸美、加藤真理子、柘植知彦、青山卓史
    • 学会等名
      日本植物生理学会・2018年度年会
    • 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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