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植物プロテアーゼによるマメ科根粒のエイジング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05381
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

研究代表者

下田 宜司  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (80415455)

研究分担者 箱山 雅生  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (60422804)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードマメ科植物 / 根粒菌 / 共生 / 老化 / プロテアーゼ / 根粒共生
研究成果の概要

本研究では、マメ科植物と根粒菌の共生器官である根粒の老化の分子メカニズムを明らかにする。そのために申請者らがマメ科変異体の解析から見出した2つの根粒特異的プロテアーゼ(アスパラギン酸プロテアーゼとシステインプロテアーゼ)を、それぞれ窒素固定活性の維持、及び老化誘導の中核因子と位置づけ、それらの機能を解析を行った。

研究成果の学術的意義や社会的意義

マメ科植物の根粒による窒素固定は、化成窒素肥料の代わりとなる極めて重要なシステムであるが、根粒の窒素固定活性は環境ストレスや過剰施肥などによる根粒の老化によって大幅に減少する。本研究は、2種類の根粒特異的なプロテアーゼに着目し、それらの根粒老化への関与を明らかにした。またプロテアーゼの機能発現に関わる可能性がある新規因子を同定した。これらの知見は、根粒窒素固定能の維持や向上を可能にする技術開発に活用できるものである。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] The rhizobial autotransporter determines the symbiotic nitrogen fixation activity of Lotus japonicus in a host-specific manner2020

    • 著者名/発表者名
      Shimoda Yoshikazu、Nishigaya Yuki、Yamaya-Ito Hiroko、Inagaki Noritoshi、Umehara Yosuke、Hirakawa Hideki、Sato Shusei、Yamazaki Toshimasa、Hayashi Makoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 117 号: 3 ページ: 1806-1815

    • DOI

      10.1073/pnas.1913349117

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 遺伝子共発現ネットワーク解析によるミヤコグサとミヤコグサ根粒菌の遺伝子間相互作用の解明2020

    • 著者名/発表者名
      箱山雅生,廣田敦子,下田宜司,林誠
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ミヤコグサ根粒菌Mesorhizobium loti トランスポゾン挿入変異体の挿入位置決定2019

    • 著者名/発表者名
      箱山雅生,廣田敦子,山崎祥子,久下修平,辻井快,下田宜司,山崎明広,林誠
    • 学会等名
      植物微生物研究会 第29回研究交流会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子共発現ネットワークに基づくミヤコグサとミヤコグサ根粒菌の共生成立過程における遺伝子間相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      箱山 雅生,廣田 敦子,下田 宜司,林 誠
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子共発現ネットワークを用いたALB1タンパク質のリガンドの探索2018

    • 著者名/発表者名
      箱山 雅生,下田 宜司,林 誠
    • 学会等名
      植物微生物研究会 第28回研究交流会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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