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植物の浸透圧ストレスに対する感知システムと初期応答の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03996
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

篠崎 和子  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (30221295)

研究分担者 溝井 順哉  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20469753)
城所 聡  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任講師 (70588368)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
44,720千円 (直接経費: 34,400千円、間接経費: 10,320千円)
2020年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2019年度: 12,870千円 (直接経費: 9,900千円、間接経費: 2,970千円)
2018年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
キーワードシロイヌナズナ / 浸透圧ストレス応答 / シグナル伝達機構 / ストレス感知システム / SnRK2キナーゼ / RAFキナーゼ / オスモセンサー / 植物 / 浸透圧ストレス / リン酸化カスケード
研究成果の概要

乾燥や高塩濃度などの浸透圧ストレス時の初期にABAを介さずに活性化するサブクラスI SnRK2の相互作用因子として、3つのB4-RAF様キナーゼを同定した。これらのキナーゼは、サブクラス I SnRK2とともにP-ボディにおいて共局在し、浸透圧ストレス時にサブクラス I SnRK2を特異的にリン酸化して活性化することを示した。さらに、多重変異体のトランスクリプトーム解析や生育観察から、これらのキナーゼはサブクラス I SnRK2の上流因子であることを示した。一方、同様の手法を用いて種類の異なるRAFがABAによって活性化されるサブクラス III SnRK2の上流因子であることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

乾燥などの浸透圧ストレスを感知した植物は、遺伝子発現を制御して耐性を獲得するが、そのシグナル伝達系には植物ホルモンのABAを介した経路に加え、ABAを介さない経路が存在する。本研究ではABAが合成される前の初期のストレス応答で重要な機能を果たしている因子であるRAF様キナーゼが同定され、浸透圧ストレスの受容体に迫る重要因子が明らかにされた。得られた研究成果はNature Commun.などのレベルの高い学術誌に掲載された。また、同定された遺伝子は環境ストレス耐性作物開発のために利用できると考えられ、地球環境劣化に対応した食料問題や環境問題の解決に貢献できると期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018

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 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Plant Raf-like kinases regulate the mRNA population upstream of ABA-unresponsive SnRK2 kinases under drought stress2020

    • 著者名/発表者名
      Soma Fumiyuki, Takahashi Fuminori, Suzuki Takamasa, Shinozaki Kazuo, Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15239-3

    • 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] DREB1A/CBF3 is repressed by transgene-induced DNA methylation in the Arabidopsis ice1-1 mutant2020

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro Satoshi、Kim June-Sik、Ishikawa Tomona、Suzuki Takamasa、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 32 号: 4 ページ: 1035-1048

    • DOI

      10.1105/tpc.19.00532

    • 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] DNA demethylase ROS1 prevents inheritable DREB1A/CBF3 repression by transgene-induced promoter methylation in the Arabidopsis ice1-1 mutant2020

    • 著者名/発表者名
      Kim June-Sik、Kidokoro Satoshi、Shinozaki Kazuo、Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 104 号: 6 ページ: 575-582

    • DOI

      10.1007/s11103-020-01061-4

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis thaliana NGATHA1 transcription factor induces ABA biosynthesis by activating NCED3 gene during dehydration stress.2018

    • 著者名/発表者名
      Sato, H., Takasaki, H., Takahashi, F., Suzuki, T., Iuchi, S., Mitsuda, N., Ohme-Takagi, M., Ikeda, M., Seo, M., Yamaguchi-Shinozaki, K., and Shinozaki, K.
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.

      巻: 115 号: 47

    • DOI

      10.1073/pnas.1811491115

    • 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
  • [学会発表] 乾燥ストレス条件下においてサブクラス I SnRK2 の活性化を担うタンパク質キナーゼの同定2020

    • 著者名/発表者名
      相馬史幸,高橋史憲,鈴木孝征,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] Identification of protein factors that regulate ABA-unresponsive subclass I SnRK2s in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Fumiyuki Soma, Fuminori Takahashi, Takamasa Suzuki, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
    • 学会等名
      the 30th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Signalling pathways and adaptation to drought and temperature stress in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
    • 学会等名
      Climate Change and plant stresss responses
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナ ズナのストレス応答性転写因子DREB2Aの翻訳後制御に関わるプロテインキナーゼの解析2019

    • 著者名/発表者名
      溝井順哉,高橋亮輔,中道範人,木下俊則,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] 乾燥ストレス条件下において組織特異的に生合成されるアブシシン酸前駆体およびアブシシン酸の器官間の移動2019

    • 著者名/発表者名
      戸高大輔,田川祐眞,最上惇郎,渡邊俊介,瀬尾光範,筒井大貴,川勝弥一,野田口理孝,篠崎和子
    • 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] Functional Analysis of 70 kDa Heat Shock Proteins in the Regulation of Heat Stress Responsive Gene Expression in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Asad Jan, Huimei Zhao, Naohiko Ohama, Shinya Koizumi, Kazuya Kusakabe, Junya Mizoi, Satoshi Kidokoro, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
    • 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] 概日時計を介したシロイヌナズナDREB1遺伝子の低温誘導性発現制御2019

    • 著者名/発表者名
      城所聡,原口裕基,石川朋奈,戸田智美,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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サブクラス I SnRK2 の活性を制御するプロテインキナーゼの同定2019

    • 著者名/発表者名
      相馬史幸,高橋史憲,鈴木孝征,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] イネにおける転写因子HsfA1 の高温ストレス応答における機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      野口萌子,大濱直彦,戸高大輔,城所聡,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] 葉の形態形成に関わるイネ転写因子OsPIL7 の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      橋本貴将,戸高大輔,趙宇,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] 浸透圧ストレス時にシロイヌナズナのタンパク質リン酸化酵素SnRK2 の活性を制御する上流因子の同定2019

    • 著者名/発表者名
      福井あずさ,相馬史幸,最上惇郎,佐藤花綸,佐藤裕太,高橋史憲,篠崎一雄,篠崎和子
    • 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] クチクラ形成を調節する植物の乾燥応答ネットワークの解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦野薫,圓山恭之進,大島良美,石川寿樹,佐藤繭子,川合真紀,豊岡公徳,篠崎(山口)和子, 篠崎一雄
    • 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] 小胞体ストレス応答性転写因子 bZIP17、bZIP28 による根部伸長制御2019

    • 著者名/発表者名
      June-Sik Kim,坂本勇貴,高橋史憲,小嶋美紀子,浦野薫,榊原均,松永幸大,篠崎和子,篠崎一雄
    • 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] Identification of regulator kinases of mRNA decay under osmotic stress conditions in Arabidopsis,2018

    • 著者名/発表者名
      Soma Fumiyuki, Mogami Junro, Sato Yuta, Takahashi Fuminori, Shinozaki Kazuo, Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 学会等名
      29th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of novel transcription activators of the NCED3 gene that regulates drought stress responses in Arabidopsis Thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Hikaru Sato, Hironori Takasaki, Fuminori Takahashi, Satoshi Iuchi, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Miho Ikeda, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki, Kazuo Shinozaki
    • 学会等名
      29th International Conference on Arabidopsis Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Two ER-Anchored Transcription Factors bZIP17 and bZIP28 Jointly Regulate Root Elongation and Cell Growth Genes Expression2018

    • 著者名/発表者名
      June-Sik Kim, Yuki Sakamoto, Sachihiro Matsunaga, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki, Kazuo Shinozaki
    • 学会等名
      29th International Conference on Arabidopsis Research,
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Different cold-signaling pathways in the responses to rapid and gradual decreases in temperature2018

    • 著者名/発表者名
      Kidokoro Satoshi, Takahashi Fuminori, Shinozaki Kazuo, Yamaguchi-Shinozaki Kazuko
    • 学会等名
      11th International Plant Cold Hardiness Seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける CAMTA転写因子による低温誘導性遺伝子の発現制御2018

    • 著者名/発表者名
      城所聡、橋本紫光、高橋史憲、篠崎一雄、篠崎和子
    • 学会等名
      第63回低温生物工学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-12-25  

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