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葉断面からの再生をモデルとした種子植物の栄養繁殖の分子メカニズムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K07408
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 植物分子・生理科学
研究機関京都産業大学

研究代表者

木村 成介  京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (40339122)

研究協力者 フェルジャニ アリ  
池内 桃子  
坂本 智昭  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード栄養繁殖 / 植物 / 不定芽 / 再生
研究成果の概要

アブラナ科植物のRorippa aquaticaは、ちぎれた葉の根元側(基部側)の断面から不定芽を形成して無性的に繁殖している。本研究では、この植物をモデルとして、栄養繁殖のメカニズムを明らかにすることを目的とした。まず、発生学的な解析により、葉の切断後、1日程度で基部側の維管束近傍の細胞分裂が活性化し、de novoな器官形成によって再生していることが明らかにした。また、経時的なトランスクリプトーム解析や生理学的解析の結果から、葉の切断後に極性輸送で基部側にオーキシンが輸送されて蓄積することが再生を誘導していることがわかった。また、シュートの再生にはサイトカイニンが重要な役割を果たしていた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまで適切なモデルが存在しなかったことにより研究がほとんど進んでいなかった栄養繁殖について、R. aquaticaという新しいモデルを用いて研究することが特色である。本研究により、栄養繁殖のメカニズムについて多くの新たな知見が得られたことに大きな意義がある。また、本研究の成果を応用すれば、栽培作物などに高い再性能を付与できる可能性があり、有用作物の改良にも役に立つ。長期的に見れば優良な性質を持つ個体の大量培養、F1雑種系統の維持、絶滅危惧種の繁殖などにも応用可能であり、農業や園芸などの農学分野や保全生態学の分野で役に立つと期待できる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 3件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Warwick University/University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of California, Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] 中国科学院水生生物研究所(中国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Warwick University(英国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Warwick University/University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of California, Davis(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Developmental analyses of divarications in leaves of an aquatic fern Microsorum pteropus and its varieties2019

    • 著者名/発表者名
      Miyoshi Saori、Kimura Seisuke、Ootsuki Ryo、Higaki Takumi、Nakamasu Akiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 1 ページ: e0210141-e0210141

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0210141

    • 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
  • [雑誌論文] Plant Temperature Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto Tomoaki、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Sensors

      巻: 18 号: 12 ページ: 4365-4365

    • DOI

      10.3390/s18124365

    • 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
  • [雑誌論文] Ser-Gln sites of SOG1 are rapidly hyperphosphorylated in response to DNA double-strand breaks2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyama K. O.、Kimura S.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 13 号: 6 ページ: e1477904-e1477904

    • DOI

      10.1080/15592324.2018.1477904

    • 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
  • [雑誌論文] Multichromosomal structure of the onion mitochondrial genome and a transcript analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Mai Tsujimura, Takakazu Kaneko, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura, Masayoshi Shigyo, Hiroshi Yamagishi, Toru Terachi
    • 雑誌名

      Mitochondrion

      巻: -

    • 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
  • [雑誌論文] Comparative transcriptomics with self-organizing map reveals cryptic photosynthetic differences between two accessions of North American Lake cress2018

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hokuto、Sakamoto Tomoaki、Okegawa Yuki、Kaminoyama Kaori、Fujie Manabu、Ichihashi Yasunori、Kurata Tetsuya、Motohashi Ken、Al-Shehbaz Ihsan、Sinha Neelima、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s41598-018-21646-w

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair2018

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Yamada R, Yoshimura M, Endo TA, Kimura S, Zhang H, Nomoto M, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Hagihara S and Torii KU
    • 雑誌名

      Nature Chem. Biol.

      巻: 14 号: 3 ページ: 299-305

    • DOI

      10.1038/nchembio.2555

    • NAID

      120006473593

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Increased Phosphorylation of Ser-Gln Sites on SUPPRESSOR OF GAMMA RESPONSE1 Strengthens the DNA Damage Response inArabidopsis thaliana2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyama Kaoru Okamoto、Kaminoyama Kaori、Sakamoto Tomoaki、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 29 号: 12 ページ: 3255-3268

    • DOI

      10.1105/tpc.17.00267

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How Do Plants and Phytohormones Accomplish Heterophylly, Leaf Phenotypic Plasticity, in Response to Environmental Cues2017

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Hokuto、Sinha Neelima R.、Kimura Seisuke
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 8 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fpls.2017.01717

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymmetries in leaf branch are associated with differential speeds along growth axes: A theoretical prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Nakamasu, Nobuhiko J. Suematsu, Seisuke Kimura
    • 雑誌名

      Developmental Dynamics

      巻: 246 号: 12 ページ: 981-991

    • DOI

      10.1002/dvdy.24587

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rorippa aquatica遺伝子情報データベースの構築2016

    • 著者名/発表者名
      坂本智昭、木村成介
    • 雑誌名

      京都産業大学総合学術研究所報

      巻: 11 ページ: 105-113

    • NAID

      110010054160

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [雑誌論文] アブラナ科植物Rorippa aquaticaにみられる葉断面からの栄養繁殖条件の検討2016

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、木村成介
    • 雑誌名

      京都産業大学総合学術研究所報

      巻: 11 ページ: 115-121

    • NAID

      110010054161

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アブラナ科植物Rorippa aquaticaの茎生葉上の新奇分裂組織を用いた栄養繁殖2019

    • 著者名/発表者名
      池松朱夏、佐々木亜美、天野瑠美、坂本智昭、木村成介
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を調節する植物ホルモンの解析2019

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、桃井理沙、郡司玄、竹林裕美子、坂本智昭、笠原博幸、榊原均、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水陸両生植物R. aquaticaの水没に応答した気孔形成抑制メカニズムの解明2019

    • 著者名/発表者名
      馬瀬樹志、池松朱夏、野口楓子、坂本智昭、木村成介
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Adaptation of plants to aquatic environments: Studies on heterophylly and vegetative propagation in semi-aquatic plant, Rorippa aquatica2018

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Kimura, Ikematsu Shuka, Tomoaki Sakamoto, Rumi Amano
    • 学会等名
      The 46th Naito Conference on “Mechanisms of Evolution and Biodiversity”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物DNA損傷応答のマスターレギュレーターSOG1が果たす役割2018

    • 著者名/発表者名
      愿山(岡本)郁、坂本智昭、上ノ山華織、木村成介
    • 学会等名
      日本遺伝学会第90回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaを用いた葉断面からの栄養繁殖機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、桃井理沙、郡司玄、竹林裕美子、坂本智昭、笠原博幸、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 水陸両生植物Rorippa aquaticaにおける水没に応答した気孔形成抑制メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      馬瀬樹志、野口楓子、池松朱夏、坂本智昭、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 異形葉性植物Rorippa aquaticaの比較ゲノム解析2018

    • 著者名/発表者名
      坂本智昭、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの温度移行に応答した葉形決定メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      池松朱夏、北野つくし、坂本智昭、笠原博幸、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Adaptation of plants to aquatic environments: Studies on vegetative propagation in semi-aquatic plant, Rorippa aquatica2018

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Kimura
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会シンポジウム「Amazing Development -Revealing Unusual Developmental Phenomena in Plants 植物が見せるユニークな発生および成長様式を読み解く」
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を正誤する遺伝子群の探索2018

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、桃井理沙、郡司玄、竹林裕美子、桶川友季、本橋健、 笠原博幸、Ali Ferjani、木村成介
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 非モデル植物Rorippa aquaticaにみられる栄養繁殖機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、坂本智昭、桃井理沙、郡司玄、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県・鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Exploration of genes regulating vegetative propagation in Rorippa aquatica2017

    • 著者名/発表者名
      Rumi Amano, Hokuto Nakayama, Risa Momoi, Shizuka Gunji, Yumiko Takebayashi, Yuki Okegawa, Ken Motohashi, Hiroyuki Kasahara, Ali Ferjani, Seisuke Kimura
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を制御する遺伝子群の探索2017

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、桃井理沙、郡司玄、竹林裕美子、 笠原博幸、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaにおける栄養繁殖とオーキシンの関係の解析2017

    • 著者名/発表者名
      桃井理沙、天野瑠美、中山北斗、小島美紀子、竹林裕美子、榊原均、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖を制御する遺伝子群の探索2017

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、桃井理沙、郡司玄、竹林裕美子、 笠原博幸、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      日本植物形態学会第29回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Adaptation of plants to aquatic environments: Studies on heterophylly and vegetative propagation in semi-aquatic plant, Rorippa aquatica2017

    • 著者名/発表者名
      Seisuke Kimura
    • 学会等名
      CSRS seminar
    • 発表場所
      RIKEN, CSRS, Yokohama, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Developmental and molecular studies on the mechanism of vegetative propagateon in Rorippa aquatica2016

    • 著者名/発表者名
      Rumi Amano, Hokuto Nakayama, Risa Momoi, Shizuka Gunji, Ali Ferjani, Seisuke Kimura
    • 学会等名
      Latest Advances in Plant Development & Environmental Response, 2016 Cold Spring Harbor Asia Conference
    • 発表場所
      Awaji, Japan
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水中への適応戦略としての異形葉性と栄養繁殖の進化2016

    • 著者名/発表者名
      木村成介
    • 学会等名
      植物科学若手研究会2016
    • 発表場所
      木江ふれあい郷土資料館(広島県・豊田郡)
    • 年月日
      2016-09-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Rorippa aquaticaの栄養繁殖とオーキシンの関係の解析2016

    • 著者名/発表者名
      桃井理沙、天野瑠美、中山北斗、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] アブラナ科Rorippa aquaticaを用いた葉断面からの栄養繁殖機構の解2016

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、郡司玄、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
    • 年月日
      2016-09-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Vegetative propagation in Rorippa aquatica: Understanding plant regeneration using non-model species2016

    • 著者名/発表者名
      Rumi Amano, Risa Momoi, Seisuke Kimura
    • 学会等名
      The 45th Plant Biotechnology Symposium “International Plant Meeting in Kyoto 2016, Plant Development and Environment-“
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 水中への適応戦略としての異形葉性と栄養繁殖2016

    • 著者名/発表者名
      木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会シンポジウム「Induced Development: 環境要因に誘発される発生の多様性と共通性」
    • 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 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アブラナ科Rorippa aquaticaを用いた葉断面からの栄養繁殖機構の解析2016

    • 著者名/発表者名
      天野瑠美、中山北斗、郡司玄、Ali Ferjani、木村成介
    • 学会等名
      日本植物形態学会第28回大会
    • 発表場所
      琉球大学(沖縄県・中頭郡)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      https://www.seisukekimura.com

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2022-02-22  

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