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生殖にともなう植物寿命決定システムの包括的理解

研究課題

研究課題/領域番号 18K19342
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
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
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

伊藤 寿朗  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (90517096)

研究分担者 北口 哲也  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (60432374)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードプログラムセルデス / 発現制御 / 幹細胞 / 増殖抑制 / ヒストン修飾 / イメージング
研究成果の概要

植物が死に至るメカニズムを解明するため、いつどこで老化が始まり、シグナル因子が誘導され、死に至るのかを可視化するため、プログラム細胞死の鍵となるレポーターを確立した。その結果、新たに茎頂のリブメリステムおよび成長の止まった花弁において、細胞死関連遺伝子が誘導されていることを見いだした。さらにRNA-seq解析を行い、茎頂における活性酸素のシグナル系、花弁におけるジャスモン酸シグナル系によるプログラム細胞死が誘導されていることを見いだした。これにより、生殖過程において老化と細胞死を積極的に活用することによって、植物の一生が制御されていることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

花がおしべやめしべをつくり、次世代の種を残すためには、花の元となる幹細胞が十分に増殖した後に、増殖を止める必要がある。私達は生殖にともなっておきる植物のプログラム細胞死について解析した結果、新たに、茎頂や花弁においてプログラム細胞死が起きていることがわかった。茎頂においてはROSシグナル系路が、花弁においてはジャスモン酸シグナル系路が特異的に誘導されていた。プログラム細胞死が調節できるようになれば、園芸植物の花の改良や穀物類の増産などが期待できる。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Effects of cold atmospheric plasma irradiation on Arabidopsis seedlings2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Mime、Wang Yukun、Kumagai Shinya、Uraoka Yukiharu、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SA ページ: SAAB09-SAAB09

    • DOI

      10.7567/1347-4065/ab4e7b

    • NAID

      210000157378

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRABS CLAW and SUPERMAN coordinate hormone-, stress- and metabolic-related gene expression during Arabidopsis stamen development2019

    • 著者名/発表者名
      Lee, H. Z., Tatsumi, Y. Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., Yamaguchi, N., Ito, T.
    • 雑誌名

      Front Plant Sci.

      巻: 7 ページ: 437-437

    • DOI

      10.3389/fevo.2019.00437

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional Dissection of Class C Genes in Rice2019

    • 著者名/発表者名
      Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 6 ページ: 1164-1165

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz093

    • NAID

      120007123945

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Control of floral stem cell activity in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Shang Erlei、Ito Toshiro、Sun Bo
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 14 号: 11 ページ: 1659706-1659706

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1659706

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Roles of Plant Hormones and Their Interactions with Regulatory Genes in Determining Meristem Activity2019

    • 著者名/発表者名
      Lee Ze Hong、Hirakawa Takeshi、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 16 ページ: 4065-4065

    • DOI

      10.3390/ijms20164065

    • 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] Abscisic acid‐dependent histone demethylation during postgermination growth arrest in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Jinfeng、Ichihashi Yasunori、Suzuki Takamasa、Shibata Arisa、Shirasu Ken、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: - 号: 7 ページ: 2198-2214

    • DOI

      10.1111/pce.13547

    • 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
  • [雑誌論文] Integration of transcriptional repression and Polycomb-mediated silencing of WUSCHEL in floral meristems2019

    • 著者名/発表者名
      Sun Bo、Zhou Yingying、Cai Jie、Shang Erlei、Yamaguchi Nobutoshi、Xiao Jun、Looi Liang-Sheng、Wee Wan-Yi、Gao Xiuying、Wagner Doris、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: - 号: 7 ページ: 1488-1505

    • DOI

      10.1105/tpc.18.00450

    • NAID

      120006726651

    • 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] When to stop: an update on molecular mechanisms of floral meristem termination2019

    • 著者名/発表者名
      Yifeng Xu, Nobutoshi Yamaguchi, Eng-Seng Gan, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 号: 6 ページ: 1711-1718

    • DOI

      10.1093/jxb/erz048

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Histone demethylases control root elongation in response to stress-signaling hormone abscisic acid2019

    • 著者名/発表者名
      Wu Jinfeng、Yamaguchi Nobutoshi、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: - 号: 7 ページ: 1-4

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1604019

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromatin-mediated feed-forward auxin biosynthesis in floral meristem determinacy.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi, N., Huang, J., Tatsumi, Y., Abe, M., Sugano, S. S., Kojima, M., Takebayashi, Y., Kiba, T., Yokoyama, R., Nishitani, K., Sakakibara, H., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 9 号: 1 ページ: 5290-5290

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07763-0

    • NAID

      120006549567

    • 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] Meristem Termination and Organ Number Control in Early Stage of Arabidopsis Flower Development2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Yifeng、Ito Toshiro
    • 雑誌名

      Journal of Cell Signaling

      巻: 03 号: 03

    • DOI

      10.4172/2576-1471.1000186

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Proximity Ligation Assay to Detect the Interaction Between Plant Transcription Factors and Other Regulatory Proteins2018

    • 著者名/発表者名
      Yifeng Xu, Eng-Seng Gan, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Plant Transcription Factors.Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 1830 ページ: 325-335

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_19

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Using CRISPR/Cas9 System to Introduce Targeted Mutation in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Ze Hong Lee, Nobutoshi Yamaguchi, Toshiro Ito
    • 雑誌名

      Plant Transcription Factors.Methods in molecular biology (Clifton, N.J.)

      巻: 1830 ページ: 93-108

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8657-6_6

    • ISBN
      9781493986569, 9781493986576
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RGB-Color Intensiometric Indicators to Visualize Spatiotemporal Dynamics of ATP in Single Cells2018

    • 著者名/発表者名
      Arai Satoshi、Kriszt Rokus、Harada Kazuki、Looi Liang-Sheng、Matsuda Shogo、Wongso Devina、Suo Satoshi、Ishiura Shoichi、Tseng Yu-Hua、Raghunath Michael、Ito Toshiro、Tsuboi Takashi、Kitaguchi Tetsuya
    • 雑誌名

      Angewandte Chemie

      巻: 130 号: 34 ページ: 11039-11044

    • DOI

      10.1002/ange.201804304

    • 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] SUPERMAN regulates floral whorl boundaries through control of auxin biosynthesis.2018

    • 著者名/発表者名
      Xu, Y., Prunet, N., Gan, E-S., Wang, Y., Stewart, D., Wellmer, F., Huang, J., Yamaguchi, N., Tatsumi, Y., Kojima, M., Kiba, T., Sakakibara, H., Jack, T.P., Meyerowitz, E.M., Ito, T.
    • 雑誌名

      EMBO Journal

      巻: - 号: 11

    • DOI

      10.15252/embj.201797499

    • NAID

      120006478564

    • 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
  • [学会発表] 花幹細胞の増殖終結機構におけるオーキシン作用の二面性2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会大阪年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Epigenetic regulation in floral meristem determinacy2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      2019 Collaborative Research Meeting National Institute of Genetics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multistep termination of floral stem cell activities2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      ICAR2019(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] Auxin-mediated termination of floral stem cell activities2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Principles of pluripotent stem cells underlying plant vitality
    • 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] 花の儚さの分子機構2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      2019年度 近畿植物学会講演会
    • 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] Multistep termination of floral stem cell activities2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019 (JTPB2019)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Spatio-temporal regulation of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      PSDB 10th Annual National Convention
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Memory and induced forgetting in plants2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      University of the Philippines-Diliman Ateneo de University 大学訪問セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物における記憶定着と能動的忘却システム2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      さきがけ懇親会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Spatio-temporal regulation of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Henan University大学訪問セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-step termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      福建農林大学さくらサイエンスプラン
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Auxin-mediated multistep termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      IPMB 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 花幹細胞の時空間的な運命制御2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      京都大学形態統御学分科セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Auxin-mediated floral meristem determinacy control2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      25th ICSPR 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Auxin-mediated multistep termination of floral stem cell activities2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤 寿朗
    • 学会等名
      Meristem 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2021-02-19  

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