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フィトクロムを介した赤色光シグナルによる無機栄養獲得と利用機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H05024
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
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

櫻庭 康仁  東京大学, 大学院農学生命科学研究科, 助教 (80792192)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2017年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
キーワード光シグナル / フィトクロム / 植物栄養 / リン栄養獲得 / シロイヌナズナ / フィトクロムB / 植物栄養学 / 赤色光シグナル / リン栄養 / 光環境応答
研究成果の概要

モデル植物のシロイヌナズナにおいて、赤色光受容体フィトクロムB(phyB)が根からのリン酸イオンや硝酸態窒素の獲得促進に関わることを明らかとし、phyBの下流では赤色光シグナルの正の制御因子HY5と負の制御因子PIF転写因子が根からのリン酸イオンや硝酸態窒素の獲得の制御に関与していることを明らかとした。また、主要作物のイネにおいてもphyBを介した赤色光シグナルがリン酸イオンの獲得の制御に重要な働きを担っていることを明らかにした。さらに、 接木体を用いた解析により地上部に局在するHY5やPIF転写因子が根における無機栄養の獲得や利用に関わる遺伝子の発現に影響を与えていることも明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

光シグナルはこれまで幅広く研究され、植物のさまざまな成長プロセスの制御に関わることが報告されてきたが、根で起こる無機栄養の吸収との関係性についてはこれまで殆ど未解明であった。本研究では、phyBを介した赤色光シグナルが根からのリン酸や硝酸態窒素の獲得の促進に関わることが示唆され、これまでほとんど分かっていなかった光シグナルの新たな機能の一面が明らかになった。本研究課題で得られた成果は、貧栄養環境において赤色光を強化した光の使用による農業生産の増大方法の開発やリン栄養の吸収能力の高い作物品種の作出などの契機となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Enhanced NRT1.1/NPF6.3 expression in shoots improves growth under nitrogen deficiency stress in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Yasuhito、Chaganzhana、Mabuchi Atsushi、Iba Koh、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 4 号: 1 ページ: 256-256

    • DOI

      10.1038/s42003-021-01775-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Light-Mediated Regulation of Leaf Senescence2021

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Yasuhito
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 7 ページ: 3291-3291

    • DOI

      10.3390/ijms22073291

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of phytochrome-mediated red light signaling on phosphorus uptake and accumulation in rice2020

    • 著者名/発表者名
      Sakuraba Yasuhito、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 66 号: 5 ページ: 745-754

    • DOI

      10.1080/00380768.2020.1798205

    • NAID

      210000158460

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Jasmonate-Activated MYC2-Dof2.1-MYC2 Transcriptional Loop Promotes Leaf Senescence in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Zhuo Mengna、Sakuraba Yasuhito、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 1 ページ: 242-262

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00297

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light signalling-induced regulation of nutrient acquisition and utilisation in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Sakuraba, Shuichi Yanagisawa
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 83 ページ: 123-132

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2017.12.014

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A NIGT1-centred transcriptional cascade regulates nitrate signalling and incorporates phosphorus starvation signals in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yoshie、Konishi Mineko、Kiba Takatoshi、Sakuraba Yasuhito、Sawaki Naoya、Kurai Tomohiro、Ueda Yoshiaki、Sakakibara Hitoshi、Yanagisawa Shuichi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03832-6

    • 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] 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
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける赤色光による硝酸態窒素の獲得調節2021

    • 著者名/発表者名
      尾上佑真、櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      第62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] シロイヌナズナにおける赤色光シグナルによる硝酸態窒素獲得の調節機構2020

    • 著者名/発表者名
      尾上佑真、櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2020年度岡山大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネのABA により誘導される葉の老化機構における膜結合型 NAC 転写因子ONAC054の多層制御の役割2020

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、Gunheung An, 柳澤修一、Nam-Chon Paek
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける赤色光による硝酸態窒素獲得の調節2020

    • 著者名/発表者名
      尾上佑真、櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの窒素栄養飢餓応答に関わるABCタンパク質の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、馬渕敦士、射場厚、柳澤修一
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会2019年度静岡大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Both phytochrome B proteins in shoots and roots are involved in the regulation of phosphorus acquisition2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Sakuraba, Satomi Kanno, Atsushi Mabuchi, Keina Monda, Koh Iba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] A phytochrome B-mediated regulatory mechanism of phosphorus acquisition2019

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Sakuraba, Satomi Kanno, Atsushi Mabuchi, Keina Monda, Koh Iba, Shuichi Yanagisawa
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2019年度大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 赤色光シグナルによる植物栄養獲得の調節2018

    • 著者名/発表者名
      櫻庭康仁、柳澤修一
    • 学会等名
      「植物の栄養研究会」第4回研究交流会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The regulation of nutrient starvation-induced leaf senescence by light signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Yasuhito Sakuraba
    • 学会等名
      East Asian Symposium on Senescence and Chronobiology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] アグリバイオ 3月号 「フィトクロムを介した赤色光シグナルによるリン栄養の獲得制御の発見」2021

    • 著者名/発表者名
      櫻庭 康仁
    • 総ページ数
      4
    • 出版者
      北隆館
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 光環境に合わせた植物のリン栄養獲得制御の発見

    • URL

      https://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/topics_20181204-1.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 東京大学生物生産工学研究センター植物機能工学部門ホームページ

    • URL

      http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/ppk/home/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] Google schalar (Yasuhito Sakuraba)

    • URL

      https://scholar.google.com/citations?user=5OqsIlAAAAAJ&hl=ko&oi=ao

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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