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野生シロイヌナズナの大規模解析から探る気孔制御によるC/Nバランスの最適化機構

研究課題

研究課題/領域番号 16H07045
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関九州大学

研究代表者

門田 慧奈  九州大学, 理学研究院, 助教 (30782255)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードシロイヌナズナ / 二酸化炭素 / 窒素 / 気孔 / シロイヌナズナエコタイプ / 植物
研究成果の概要

本研究課題では、植物の二酸化炭素応答と窒素応答のクロストーク機構の解明を目指し、野生シロイヌナズナの中から特徴的な二酸化炭素・窒素応答を示す系統を同定し、両応答に関する詳細解析を行った。これまでに野生シロイヌナズナ240系統について低窒素に対する成長応答解析を完了し、その中から見いだした低窒素条件において高成長を示す系統について窒素応答・二酸化炭素応答について解析を行った結果、この系統は低窒素条件で高い窒素同化や光合成能力を維持していることを明らかにした。さらにこの系統で見られた低窒素条件での高成長は植物体地上部を遮光すると起こらなくなることから、光がこの高成長の鍵を握っていると推測される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果より、野生植物において窒素代謝バランスの変化が気孔の二酸化炭素応答性に与える影響について、実際的な知見を得た。さらに本研究で同定した特徴的な二酸化炭素・窒素応答を示すシロイヌナズナ系統は、低窒素条件で高い窒素同化や光合成能力を維持するなど、農業的に有益な優良アリルをもっている可能性が示された。現在は、この優良アリルの量的遺伝子座マッピング等による同定を開始しており、低窒素条件での生育に有利に働く優良アリルの染色体上の位置の推定を進めているところであるが、本研究から見出される新しいアリルは、環境適応能力を強化し、貧栄養環境での生産性を向上させた植物の作出に利用できることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] A phytochrome B-mediated regulatory mechanism of phosphorus acquisition2018

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba, Y., Kanno, S., Mabuchi, A., Monda, K., Iba, K., and Yanagisawa, S.
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 4 号: 12 ページ: 1089-1101

    • DOI

      10.1038/s41477-018-0294-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure-Based Chemical Design of Abscisic Acid Antagonists That Block PYL?PP2C Receptor Interactions2018

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Jun、Mimura Naoki、Okamoto Masanori、Yajima Shunsuke、Sue Masayuki、Akiyama Tomonori、Monda Keina、Iba Koh、Ohnishi Toshiyuki、Todoroki Yasushi
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 13 号: 5 ページ: 1313-1321

    • DOI

      10.1021/acschembio.8b00105

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] サーマルイメージング法による気孔CO2応答解析から見出された新たな植物環境応答機構2017

    • 著者名/発表者名
      高橋將, 門田慧奈, 祢冝淳太郎, 射場厚
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 27(2) ページ: 84-93

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential Effects of Phosphatidylinositol 4-Kinase (PI4K) and 3-Kinase (PI3K) Inhibitors on Stomatal Responses to Environmental Signals.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, S., Monda, K., Higaki, T., Negi, J., Hashimoto-Sugimoto, M., Hasezawa, S. and Iba, K.
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 8 ページ: 677-677

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.00677

    • 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
  • [学会発表] クチクラ形成異常により表皮透過性が高まったシロイヌナズナ変異体ihc1の光合成特性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈、東森崚馬、高橋將、袮冝淳太郎、馬渕敦士、寺島一郎、矢守航、射場厚
    • 学会等名
      第60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] 窒素欠乏条件で高成長を示すシロイヌナズナ野生系統の表現型解析2019

    • 著者名/発表者名
      馬渕敦士、門田慧奈、櫻庭康仁、祢冝淳太郎、柳澤修一、射場厚
    • 学会等名
      第60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] 地上部と地下部に存在するフィトクロム B のいずれもが赤色光シグナルによるリン酸獲得調節に関わる2019

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、菅野里美、馬渕敦士、門田慧奈、射場厚、柳澤修一
    • 学会等名
      第60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] 低窒素条件で高成長を示すシロイヌナズナ野生系統のN/CO2応答性解析2018

    • 著者名/発表者名
      馬渕敦士、門田慧奈、渡瀬光瑠、櫻庭康仁、祢冝淳太郎、柳澤修一、射場厚
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ野生系統を用いた窒素応答性のゲノムワイド関連解析2018

    • 著者名/発表者名
      馬渕敦士、渡瀬光瑠、門田慧奈、櫻庭康仁、祢冝淳太郎、柳澤修一、射場厚
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本独自のシロイヌナズナエコタイプにおける窒素応答の多様性解析2018

    • 著者名/発表者名
      渡瀬光瑠、馬渕敦士、門田慧奈、櫻庭康仁、祢冝淳太郎、井内聖、柳澤修一、射場厚
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光に対する気孔開閉応答性が低下したシロイヌナズナ変異体idr1の解析2018

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈、東森崚馬、祢冝淳太郎、馬渕敦士、檜垣匠、秋田佳恵、馳澤盛一郎、射場厚
    • 学会等名
      日本動物学会九州支部(第71回)、九州沖縄植物学会(第68回)、日本生態学会九州地区会(第63回)三学会合同宮崎大会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 日本独自の野生シロイヌナズナ集団を用いた窒素応答性の成長解析2018

    • 著者名/発表者名
      渡瀬光瑠、馬渕敦士、門田慧奈、祢宜淳太郎、井内聖、射場厚
    • 学会等名
      日本動物学会九州支部(第71回)、九州沖縄植物学会(第68回)、日本生態学会九州地区会(第63回)三学会合同宮崎大会2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナエコタイプにおける窒素欠乏応答の多様性解析2018

    • 著者名/発表者名
      馬渕敦士、門田慧奈、渡瀬光瑠、高橋將、櫻庭康仁、祢冝淳太郎、柳澤修一、射場厚
    • 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] シロイヌナズナエコタイプにおける気孔の環境応答の多様性2017

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈
    • 学会等名
      日本動物学会・九州沖縄植物学会・日本生態学会 合同福岡例会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A genetic screen for molecular components that modulates specifically in stomatal CO2-signalling pathway2017

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Saito, Juntaro Negi, Keina Monda, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hitoshi Sakakibara, Koh Iba
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Screening of Arabidopsis mutants with low sensitivity to the phosphatidylinositol 4-kinase inhibitor, PAO, that decreases the dynamic PATROL1 movements in stomata2017

    • 著者名/発表者名
      Sho Takahashi, Keina Monda, Takumi Higaki, Mimi Hashimoto-Sugimoto, Juntaro Negi, Seiichiro Hasezawa, Koh Iba
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Isolation and characterization of an Arabidopsis mutant, ihc1, having abnormalities in ABA-independent CO2 signaling in guard cells2017

    • 著者名/発表者名
      Ryoma Tohmori, Keina Monda, Sho Takahashi, Juntaro Negi, Atsushi Mabuchi, Misato Aikawa, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hitoshi Sakakibara, Koh Iba
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of Novel N/CO2-responsive Genes by GWAS in Arabidopsis Thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Watase, Atsushi Mabuchi, Keina Monda, Sho Takahashi, Yasuhito Sakuraba, Juntaro Negi, Shuichi Yanagisawa, Koh Iba
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Environmental adaptation in stomatal size and aperture in Arabidopsis natural accessions2017

    • 著者名/発表者名
      Keina Monda, Koh Iba
    • 学会等名
      5th International Symposium on Plant Signaling and Behavior
    • 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] Isolation of Arabidopsis mutants with abnormalities in stomatal response to humidity, light, or CO22017

    • 著者名/発表者名
      Keina Monda, Sho Takahashi, Juntaro Negi, Ryoma Tohmori, Atsushi Mabuchi, Mikiko Kojima, Yumiko Takebayashi, Hitoshi Sakakibara, Koh Iba
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative analysis of distinct responses of Arabidopsis natural variations to N deficiency2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Mabuchi, Keina Monda, Sho Takahashi, Yasuhito Sakuraba, Juntaro Negi, Shuichi Yanagisawa, Koh Iba
    • 学会等名
      The 28th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CO2シグナル伝達因子 HT1 の下流因子探索を目的とする変異体の単離と表現型解析2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤早希子, 祢冝淳太郎, 門田慧奈,小嶋美紀子, 竹林裕美子, 榊原均, 射場厚
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PI3キナーゼ, PI4キナーゼ阻害剤はそれぞれ異なる環境シグナルに対する気孔応答を阻害する2017

    • 著者名/発表者名
      高橋將, 門田慧奈, 桧垣匠, 橋本(杉本)美海, 祢冝淳太郎, 馳澤盛一郎, 射場厚
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ABAと独立した気孔の環境シグナル伝達経路に異常をもつシロイヌナズナ変異体の単離2017

    • 著者名/発表者名
      東森崚馬, 門田慧奈, 高橋將, 祢冝淳太郎, 馬渕敦士, 相川美里, 小嶋美紀子, 竹林裕美子, 榊原均, 射場厚
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナエコタイプ間でのCO2/N 応答の比較解析2017

    • 著者名/発表者名
      馬渕敦士, 門田慧奈, 高橋將, 櫻庭康仁, 祢冝淳太郎, 柳澤修一, 射場厚
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-09-02   更新日: 2020-03-30  

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