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アポプラスト障壁の形成と機能の理解

研究課題

研究課題/領域番号 17H03782
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 植物栄養学・土壌学
研究機関東京大学

研究代表者

神谷 岳洋  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40579439)

研究分担者 山上 睦  公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 副主任研究員 (60715499)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワードアポプラスト / カスパリー線 / スベリン / イオノーム
研究成果の概要

アポプラスト障壁は植物の内と外を分ける構造である。 根の内皮細胞や外皮細胞の細胞壁にリグニン(カスパリー線)やスベリンが蓄積することにより、障壁としての機能を発揮する。しかし、その形成機構や生理的役割に関しては未解明の点が多い。本研究では、シロイヌナズナを用いて、カスパリー線形成の転写因子であるMYB36により直接転写制御される遺伝子の解析を行い、カスパリー線形成に重要なタンパク質であるCASP1の細胞内局在に重要な機能を果たす遺伝子を同定した。また、カスパリー線の形成が低栄養(カリウム)によって制御されていること、また、その制御はMYB36が介して行われることをを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アポプラスト障壁は植物の内と外を分ける重要な構造であり、植物がさまざまな物質が含まれる土壌から、植物が必要なもののみを吸収するのに必要である。本研究では、これまでに同定したカスパリー線形成に重要な遺伝子(MYB36)を手がかりに、その形成機構の分子メカニズムの詳細を明らかにしたものである。加えて、栄養条件によってカスパリー線の形成が柔軟に変化することを示し、植物の環境適応応答について新しい知見を得ることができた。

報告書

(5件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 図書 (1件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [雑誌論文] CASP microdomain formation requires cross cell wall stabilization of domains and non-cell autonomous action of LOTR12022

    • 著者名/発表者名
      Kolbeck Andreas、Marhav? Peter、De Bellis Damien、Li Baohai、Kamiya Takehiro、Fujiwara Toru、Kalmbach Lothar、Geldner Niko
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 11

    • DOI

      10.7554/elife.69602

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 1. 根におけるカスパリー線およびスベリン層形成の分子機構と養分吸収における機能2021

    • 著者名/発表者名
      神谷 岳洋
    • 雑誌名

      日本土壌肥料学雑誌

      巻: 92 号: 2 ページ: 70-75

    • DOI

      10.20710/dojo.92.2_70

    • NAID

      130008024166

    • ISSN
      0029-0610, 2424-0583
    • 年月日
      2021-04-05
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Novel Signaling Pathway Required for Arabidopsis Endodermal Root Organization Shapes the Rhizosphere Microbiome2021

    • 著者名/発表者名
      Durr Julius、Reyt Guilhem、Spaepen Stijn、Hilton Sally、Meehan Cathal、Qi Wu、Kamiya Takehiro、Flis Paulina、Dickinson Hugh G、Feher Attila、Shivshankar Umashankar、Pavagadhi Shruti、Swarup Sanjay、Salt David、Bending Gary D、Gutierrez-Marcos Jose
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 62 号: 2 ページ: 248-261

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa170

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plasma membrane-associated Ca2+-binding protein PCaP1 is involved in root hydrotropism of Arabidopsis thaliana.2019

    • 著者名/発表者名
      Tanaka-Takada N, Kobayashi A, Takahashi H, Kamiya T, Kinoshita T, Maeshima M.
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: - 号: 6 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz042

    • 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] Local boron concentrations in tuberous roots of Japanese radish (Raphanus sativus L.) negatively correlate with distribution of brown heart2018

    • 著者名/発表者名
      Sotta, N., Bian, B., Peng, D., Hongkham, P., Kamiya, T., Niikura, S. and Fujiwara, T.
    • 雑誌名

      Plant Physiology and Biochemistry

      巻: 136 ページ: 58-66

    • DOI

      10.1016/j.plaphy.2018.12.027

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] Two kinase regulated by MYB36 are essential for correct localization of lignin in Casparian strip domain2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Qi, Takehiro Kamiya
    • 学会等名
      4th Int'l Symposium on Plant Apoplastic Diffusion
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 植物の根における栄養吸収 ―植物の内と外を分ける内皮の物質輸送障壁の形成と機能―2019

    • 著者名/発表者名
      神谷岳洋
    • 学会等名
      第4回トランスポーター研究会関東部会(JTRAKB2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Endodermal cell differentiation and apoplastic barrier formation2019

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kamiya
    • 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] Two kinases regulated by MYB36 are essential for correct localization of lignin deposition in the Casparian strip domain2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Qi, Toru Fujiwara, Takehiro Kamiya
    • 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] Golgi-localized OsFPN1 is required for cobalt and nickel homeostasis in rice2019

    • 著者名/発表者名
      Manman Kan, Toru Fujiwara, Takehiro Kamiya
    • 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] Coordinated formation of apoplastic barrier: Cas parian strips and suberin lamellae2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kamiya
    • 学会等名
      Biosynthesis and function of suberin
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナのカロース合成酵素遺伝子の低Ca耐性における作用部位と作用様式の解析2018

    • 著者名/発表者名
      鹿内勇佑、山上睦、重信秀治、山口勝司、神谷岳洋、藤原徹
    • 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
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Low Magnesium Tolerance 1 physically associates with ER-localized Mg transporters and plays an important role in extending Mg stress adaptation range in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Zhihang Feng, Takehiro Kamiya, Toru Fujiwara
    • 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] シロイヌナズナにおける低 Ca 耐性への GSLファミリー遺伝子の寄与の解析2018

    • 著者名/発表者名
      鹿内勇佑,淺田真由,黒木俊作,山上睦,重信秀治,山口勝司,神谷岳洋,藤原徹
    • 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] Coordinated formation of apoplastic barrier: Casparian strips and suberin lamellae2018

    • 著者名/発表者名
      Takehiro Kamiya
    • 学会等名
      Biosynthesis and function of suberin
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Isolation and characterization of the rice mutant with high molybdenum in grain2018

    • 著者名/発表者名
      Prashant Kandwal, 田中 伸裕, 藤原 徹, 神谷 岳洋
    • 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
  • [図書] Plant Micronutrient Use Efficiency2018

    • 著者名/発表者名
      Mohammad Anwar Hossain, Takehiro Kamiya, David Burritt, Lam-Son Phan Tran, Toru Fujiwara
    • 総ページ数
      324
    • 出版者
      Elsevier
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Biosynthesis and function of suberin2018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Biosynthesis and function of suberin2018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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