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植物の記憶消去メカニズムの解明;忘れられない変異体に着目して

研究課題

研究課題/領域番号 18K06069
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43010:分子生物学関連
研究機関日本大学

研究代表者

土屋 徳司  日本大学, 生物資源科学部, 講師 (80758459)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード植物の記憶 / エピジェネティクス / 転写制御 / シロイヌナズナ / 記憶 / 環境記憶 / クロマチン
研究成果の概要

植物は環境ストレスを一度経験すると、経験していない植物と比較した場合に、2度目のストレス時により強い耐性を発揮できる。このように、植物は病原体の感染などの環境ストレスを記憶し、2次的なストレスに備える能力を持つ。一方で、不必要な記憶の長期保持は、適応にはらうコストを増加させる。したがって、植物環境適応には記憶の形成と消去のバランスが適切に制御される必要があると考えられる。
本研究では、植物が病原体感染時に形成する記憶を、適宜消去する際に必要となる遺伝子の機能を解析した。その結果、UTF1と名付けた遺伝子が記憶消去に重要な役割を果たすことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物が環境ストレスを記憶する事例は、植物の形態や成長速度などの表現型レベルでは古くから知られていた。しかし、遺伝子機能などの分子レベルでの研究は世界的に見ても未だ創生期にある。数少ない研究例としては、冬(低温)や高温ストレスを記憶する際の遺伝子レベルでの機能解析が挙げられる。しかしながら、本研究で着目する免疫記憶消去メカニズムの報告例はない。
本研究で解析したUTF1が機能しなければ、病原体非感染時にも常にコストを払う必要が生じるため、植物個体は矮化し、作物においては収量が低下すると考えられる。よって、UTF1の機能解析は安定した農作物の生産にも貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] The Arabidopsis PHD-finger protein EDM2 has multiple roles in balancing NLR immune receptor gene expression2020

    • 著者名/発表者名
      Lai Yan、Lu Xueqing Maggie、Daron Josquin、Pan Songqin、Wang Jianqiang、Wang Wei、Tsuchiya Tokuji、Holub Eric、McDowell John M.、Slotkin R. Keith、Le Roch Karine G.、Eulgem Thomas
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 16 号: 9 ページ: e1008993-e1008993

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1008993

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A novel Arabidopsis pathosystem reveals cooperation of multiple hormonal response-pathways in host resistance against the global crop destroyer Macrophomina phaseolina2019

    • 著者名/発表者名
      Schroeder MM, Lai Y, Shirai M, Alsalek N1, Tsuchiya T, Roberts P, Eulgem T
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 9(1) 号: 1 ページ: 20083-20083

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56401-2

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aphid effector Me10 interacts with tomato TFT7, a 14-3-3 isoform involved in aphid resistance2019

    • 著者名/発表者名
      Chaudhary Ritu、Peng Hsuan-Chieh、He Jiangman、MacWilliams Jacob、Teixeira Marcella、Tsuchiya Tokuji、Chesnais Quentin、Mudgett Mary Beth、Kaloshian Isgouhi
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 221 号: 3 ページ: 1518-1528

    • DOI

      10.1111/nph.15475

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The Arabidopsis RRM domain protein EDM3 mediates race-specific disease resistance by controlling H3K9me2-dependent alternative polyadenylation of RPP7 immune receptor transcripts2019

    • 著者名/発表者名
      Lai Yan、Cuzick Alayne、Lu Xueqing M.、Wang Jianqiang、Katiyar Neerja、Tsuchiya Tokuji、Le Roch Karine、McDowell John M.、Holub Eric、Eulgem Thomas
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 97 号: 4 ページ: 646-660

    • DOI

      10.1111/tpj.14148

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Pathogen challenge to Arabidopsis cotyledons sets sustained upregulation of a WRKY gene and defense priming at newly formed rosette leaves2020

    • 著者名/発表者名
      SUKAOUN KANOKNIPA, 土屋 徳司
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Pathogen challenge to Arabidopsis cotyledons sets sustained upregulation of a WRKY gene and defense priming at newly formed rosette leaves2020

    • 著者名/発表者名
      SUKAOUN KANOKNIPA, 土屋 徳司
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるFLOWERING LOCUS Cをターゲットとしたエピゲノム編集による花成時期の制御2020

    • 著者名/発表者名
      五十嵐 寛太, 土屋 徳司
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Relationship between defense priming and sustained upregulation of WRKY transcript levels induced by Hyaloperonospora arabidopsidis infection in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      SUKAOUN KANOKNIPA, 土屋 徳司
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおいてHyaloperonospora arabidopsidis感染により誘導されるWRKY 転写産物量の長期保持とプライミング状態の関係性2018

    • 著者名/発表者名
      SUKAOUN KANOKNIPA, 土屋 徳司
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるエピジェネティック制御因子EDM2とその相互作用因子であるユビキチンE3リガーゼによる耐病性制御メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      渡邉亮介, 土屋徳司
    • 学会等名
      日本育種学会
    • 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: 2022-01-27  

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