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茎頂分裂組織を介さない葉発生制御因子の同定による植物葉発生多様化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06375
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45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関神奈川大学 (2019-2022)
東京学芸大学 (2018)

研究代表者

西井 かなえ  神奈川大学, 付置研究所, 研究員 (50743770)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード次世代シーケンサー / 高分子DNA抽出法 / ゲノムアッセンブリ / ゲノムワイド関連解析 / 重イオンビーム照射変異体 / イワタバコ科 / 葉発生 / 茎頂分裂組織 / ゲノム / 次世代シーケンス / 次世代シークエンス / QTL解析 / ロングリードシーケンス
研究成果の概要

植物は茎頂分裂組織により、未分化細胞を維持しつつ分化した葉と茎を繰り返し形成する。茎頂分裂組織機能の改変・多様化した葉分裂組織を持つイワタバコ科ストレプトカーパスを材料として用い、その分子機構を明らかとすることにより、植物分裂組織の機能の理解を目指した。遺伝学的解析は、未同定の分子機構を明らかにするのに有効であり、本研究では、次世代シーケンサー技術とバイオインフォマティックス解析により、非モデル植物ストレプトカーパスの遺伝学的解析を行う基盤を構築した。同時に、重イオンビーム照射による変異体集団を獲得できた。得られた成果により、ストレプトカーパスを用いた本格的な遺伝学的解析が可能となった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、植物の基本型から逸脱した非モデル植物に着目し、植物独自に成立した茎頂分裂組織機能の機能とその多様化機構を探ろうとした。これまで、シロイヌナズナなどのモデル植物の解析により、茎頂分裂組織の機能と分子生物学的機構が明らかとなってきた。一方、植物では茎頂分裂組織の機能が多様化し、形態多様性を生み出した一因となっている。ストレプトカーパス属はこのような植物の一つであり、本研究では、次世代シーケンサー技術を最大限に活用、また変異体集団を作成し、ストレプトカーパスの遺伝学的研究の基盤を作成した。これにより、ストレプトカーパスにおける茎頂分裂組織多様化の遺伝学的背景の探索を可能とした。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 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

    (33件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 13件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Royal Botanic Garden Edinburgh/The University of Edinbrugh(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Royal Botanic Garden Edinburgh/University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cons. Jard. bot. Geneve(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ植物園(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ植物園/エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] エジンバラ植物園/エジンバラ大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] The first genome for the Cape Primrose Streptocarpus rexii (Gesneriaceae), a model plant for studying meristem‐driven shoot diversity2022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae、Hart Michelle、Kelso Nathan、Barber Sadie、Chen Yun‐Yu、Thomson Marian、Trivedi Urmi、Twyford Alex D.、M?ller Michael
    • 雑誌名

      Plant Direct

      巻: 6 号: 4

    • DOI

      10.1002/pld3.388

    • 関連する報告書
      2022 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] High Molecular Weight DNA extraction for long-read sequencing v.1 v12022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae、Moeller Michael、Hart Michelle
    • 雑誌名

      protocols.io

      巻: na ページ: 35215-35215

    • DOI

      10.17504/protocols.io.bempjc5n

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Plant contig clustering based assembly (PLCL) pipeline: an efficient long-read assembly tool for plant chloroplast and mitochondrial genomes v12022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae
    • 雑誌名

      protocols.io

      巻: na ページ: 53125-53125

    • DOI

      10.17504/protocols.io.bx5dpq26

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mix and match: Patchwork domain evolution of the land plant-specific Ca2+-permeable mechanosensitive channel MCA2021

    • 著者名/発表者名
      Nishii, K., Moeller, M., and Iida, H.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 16 号: 4 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0249735

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Phylogenomics of Gesneriaceae using targeted capture of nuclear genes2021

    • 著者名/発表者名
      Ogutcen Ezgi、Christe Camille、Nishii Kanae、Salamin Nicolas、Moeller Michael、Perret Mathieu
    • 雑誌名

      Molecular Phylogenetics and Evolution

      巻: 157 ページ: 107068-107068

    • DOI

      10.1016/j.ympev.2021.107068

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Virus-induced gene silencing in Streptocarpus rexii (Gesneriaceae)2020

    • 著者名/発表者名
      Nishii K, Fei Y, Hudson A, Moeller M, Molnar A
    • 雑誌名

      Molecular Biotechnology

      巻: - 号: 6-7 ページ: 317-325

    • DOI

      10.1007/s12033-020-00248-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] QTL dissection of floral traits in Streptocarpus (Gesneriaceae)2020

    • 著者名/発表者名
      Chen Yun-Yu、Nishii Kanae、Kidner Catherine、Hackett Christine Anne、Moeller Michael
    • 雑誌名

      Euphytica

      巻: 216 号: 7 ページ: 110-110

    • DOI

      10.1007/s10681-020-02647-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hormonal crosstalk in the regulation of meristem activity and the phyllomorph architecture in Streptocarpus (Gesneriaceae): a review2020

    • 著者名/発表者名
      K. Nishii、A. Spada、Moeller M.
    • 雑誌名

      Rheedea

      巻: 30 号: 1 ページ: 96-115

    • DOI

      10.22244/rheedea.2020.30.01.04

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A molecular phylogeny of Southeast Asian Cyrtandra (Gesneriaceae) supports an emerging paradigm for Malesian plant biogeography2020

    • 著者名/発表者名
      Atkins H, Bramley G, Johnson M, Kartonegoro A, Nishii K, Kokubugata G, Moeller M, Hughes M
    • 雑誌名

      Frontiers of Biogeography

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.21425/f5fbg44184

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The family placement of Cyrtandromoea2019

    • 著者名/発表者名
      Luna J、Richardson J, Nishii K, Clark J, Moeller M
    • 雑誌名

      Systematic Botany

      巻: 44 号: 3 ページ: 616-630

    • DOI

      10.1600/036364419x15620113920653

    • 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] Quantitative assessment of anisocotyly in Haberlea rhodopensis and Ramonda myconi2019

    • 著者名/発表者名
      Huang B-H, Nishii K, Wang C-N, Moeller M
    • 雑誌名

      Edinburgh Journal of Botany

      巻: 76 号: 3 ページ: 377-391

    • DOI

      10.1017/s0960428619000179

    • 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] Notes on Cyrtandra (Gesneriaceae) from Japan, Taiwan and Batan Island (Philippines)2019

    • 著者名/発表者名
      Nishii K, Kokubugata G, Moeller M, Atkins H
    • 雑誌名

      Edinburgh Journal of Botany

      巻: 76 号: 3 ページ: 333-344

    • DOI

      10.1017/s0960428619000106

    • 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] Tangled history of a multigene family: The evolution of ISOPENTENYLTRANSFERASE genes2018

    • 著者名/発表者名
      Kanae Nishii, Frank Wright, Yun-Yu Chen, Michael Moeller
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 13 号: 8 ページ: e0201198-e0201198

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0201198

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A first genetic map in the genus Streptocarpus generated with RAD sequencing based SNP markers2018

    • 著者名/発表者名
      Yun-Yu Chen, Kanae Nishii, Sadie Barber, Christine Hackett, Catherine A. Kidner, Karim Gharbi, Atsushi J. Nagano, Akitoshi Iwamoto, Michael Moeller
    • 雑誌名

      South African Journal of Botany

      巻: 117 ページ: 158-168

    • DOI

      10.1016/j.sajb.2018.05.009

    • 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] 葉分裂組織分子機構の理解に向けた重イオンビーム照射によるストレプトカーパス変異体の作成2023

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ, Moeller Michael, Kelso Nathan, France Hazel, Barber Sadie, 林依子, 石井公太郎, 阿部知子
    • 学会等名
      理研シンポジウム「重イオンビーム育種による持続可能な社会や特産品創出の実現」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] DNA quality impact on long-read sequencing: a case study from the recalcitrant plant Streptocarpus2022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae, Moeller Michael, Hart Michelle
    • 学会等名
      Edinburgh Genomics PacBio Day
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Plant contig clustering-based genome assembly (PLCL) pipeline: assembling the chloroplast and mitochondrial genomes from Oxford Nanopore Technologies long-read sequencing2022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae, Moeller Michael
    • 学会等名
      The 86th Annual Meeting of the Botanical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] High molecular weight DNA extraction protocols for non-model plant species - the first step in long-read sequencing2022

    • 著者名/発表者名
      Nishii Kanae, Forrest Laura L, Bell David, Ruhsam Markus, Hollingsworth Peter M, Howard Caroline, Todorovic Maja, Hart Michelle
    • 学会等名
      The 5th European Conservation Genetics meeting
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ストレプトカーパス属の異種交配系統における減数分裂の観察2022

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ、Moeller Michael
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Evolutionary studies of the Ca2+-permeable mechanosensitive channel MCA2021

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ、Moeller Michael、飯田秀利
    • 学会等名
      日本植物学会 第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレプトカルプス異種交配系統を用いた花形態形成因子のQTL解析2021

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ, CHEN Yun-Yu, KIDNER Catherine, HACKETT Christine Anne, MOELLER Michael
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレプトカルプス(イワタバコ科)のウィルス誘導性遺伝子サイレンシング2020

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ, FEI Yue, HUSDON Andrew, MOELLER Michael, MOLNAR Attila
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ヨーロッパ産イワタバコ科子葉の形態形成解析2020

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ、ファンビンホン、ワンジュンヌ、モラマイケル
    • 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] サイトカイニン合成遺伝子ISOPENTENYLTRANSFERASEの複雑な進化過程2018

    • 著者名/発表者名
      西井かなえ, Frank Wright, Yun-Yu Chen, Michael Moeller
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] PLCL pipeline

    • URL

      https://www.protocols.io/view/plant-contig-clustering-based-assembly-plcl-pipeli-j8nlk4qw6g5r/v1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] HMW DNA extraction for long-read sequencing

    • URL

      https://www.protocols.io/view/high-molecular-weight-dna-extraction-for-long-read-n2bvjyqxnvk5/v1

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] DNA extraction protocol for long read sequencing

    • URL

      https://stories.rbge.org.uk/archives/30792

    • 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: 2024-01-30  

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