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季節応答におけるエピジェネティックヒストン修飾の機能

研究課題

研究課題/領域番号 19H01001
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45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

工藤 洋  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (10291569)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2021年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2020年度: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
2019年度: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
キーワードヒストン修飾 / H3K27me3 / 長期環境応答 / エピジェネティクス / ハクサンハタザオ
研究開始時の研究の概要

植物は季節に沿ってダイナミックに変化する環境に対応するために、短期の環境応答システムに加え、それらの短期応答の反応のしやすさを季節的に制御するメカニズムを持つはずである。例えば、昆虫による食害に対する防御応答は夏に反応しやすくなっており、凍結に対する耐性応答は冬に反応しやすいと予想される。しかし、そのしくみの実態は明らかではない。本研究では、植物のエピゲノムの季節変化に着目し、特に遺伝子の発現制御に重要な役割を持つと考えられるヒストン修飾を解析することにより、長期環境応答の実態と機能を明らかにする。

研究実績の概要

本研究課題では、植物のエピゲノムの季節変化に着目し、特に遺伝子の発現制御に重要な役割を持つと考えられるヒストン修飾を解析することにより、長期環境応答を明らかにすることを目的としている。本年度研究代表者が特別推進研究を開始したため、本課題は年度途中までの実施となった。
当初の予定:クロロフィル蛍光を測定する機器を導入した継続研究を実施する。これらの解析により、季節によるゲーティングを特定する。また、ハクサンハタザオの標高勾配に沿った遺伝的変異を対象とした解析を行う。特に本年度は低温馴化に関わる遺伝子の発現に着目して、標高適応と季節プライミングとの関係を解析する。さらに、常温でH3K27me3を蓄積し、長期の低温でH3K27me3が減少するプロ―モータを解析する。以上の3点を総合することにより、植物のエピゲノムの季節変化における制御機構と生態機能を明らかにする。
実施:クロロフィル蛍光を測定する機器による野外測定を5月に実施した。これは昨年度より継続的に実施しており、季節変動をとらえるのが目的である。また、複数の地域において、標高経度に沿ったハクサンハタザオのサンプリングを4-5月に実施した。このサンプルは、今後、気温を操作した栽培実験下で遺伝子発現を評価する予定である。さらに、常温でH3K27me3を蓄積し、長期の低温でH3K27me3が減少するプロ―モータの解析を当該期間の間すすめた。
限られた期間であったが、予定していた内容を着実に実施した。なお、これ以降の計画内容は、特別推進研究の課題と深く関連しており、引き続き実施する予定である。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (30件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Population differentiation in the leaf shape and growth form of Cardamine scutata Thunb. in tidal and non‐tidal habitats2021

    • 著者名/発表者名
      Soga Eri、Sugisaka Jiro、Watanabe Mikio、Kudoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Plant Species Biology

      巻: - 号: 3 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1111/1442-1984.12325

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Duration of cold exposure defines the rate of reactivation of a perennial FLC orthologue via H3K27me3 accumulation2020

    • 著者名/発表者名
      Nishio Haruki、Iwayama Koji、Kudoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10(1) 号: 1 ページ: 16056-16056

    • DOI

      10.1038/s41598-020-72566-7

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Seasonal plasticity and diel stability of H3K27me3 in natural fluctuating environments2020

    • 著者名/発表者名
      Nishio Haruki、Nagano Atsushi J.、Ito Tasuku、Suzuki Yutaka、Kudoh Hiroshi
    • 雑誌名

      Nature Plants

      巻: 6(9) 号: 9 ページ: 1091-1097

    • DOI

      10.1038/s41477-020-00757-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Altered stomatal patterning accompanies a trichome dimorphism in a natural population of Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Simon Noriane M. L.、Sugisaka Jiro、Honjo Mie N.、Tunstad Sverre Aarseth、Tunna George、Kudoh Hiroshi、Dodd Antony N.
    • 雑誌名

      Plant Direct

      巻: 4(9) 号: 9 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1002/pld3.262

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Experimental Evaluation of Differences in Plastic Phenotypes between <i>Cardamine fallax </i>and <i>C. occulta</i>: Effects of Seasonality on Phenology and Gross Morphology2020

    • 著者名/発表者名
      Honjo MN, Marhold K, Kudoh H
    • 雑誌名

      Acta Phytotaxonomica et Geobotanica

      巻: 71 号: 1 ページ: 23-32

    • DOI

      10.18942/apg.201912

    • NAID

      130007809857

    • ISSN
      1346-7565, 2189-7042
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arabidopsis halleri: a perennial model system for studying population differentiation and local adaptation2019

    • 著者名/発表者名
      Honjo Mie N、Kudoh Hiroshi
    • 雑誌名

      AoB PLANTS

      巻: 11 号: 6

    • DOI

      10.1093/aobpla/plz076

    • NAID

      120006841691

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] イネ冷害におけるエピジェネティックな変化の影響2021

    • 著者名/発表者名
      畠山隆平,村中智明,西尾治幾,本庄三恵,石森裕貴,遠藤貴司,寺西美佳,工藤洋,東谷篤志
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多年草ハクサンハタザオにおける葉寿命の季節的可塑性および決定要因の解析2021

    • 著者名/発表者名
      湯本原樹,西尾治幾,村中智明,杉阪次郎,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      日本生態学会大会68回
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒストン修飾による季節的な遺伝子制御の進化2021

    • 著者名/発表者名
      西尾治幾,永野惇,伊藤佑,鈴木穣,工藤洋
    • 学会等名
      日本生態学会大会68回
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 植物の分子フェノロジー:トランスクリプトーム、エピジェネティクス、生物間相互作用2021

    • 著者名/発表者名
      工藤洋,湯本原樹,杉阪次郎,伊藤佑,村中智明,西尾治幾,本庄三恵
    • 学会等名
      日本生態学会大会68回
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BrAD-seqによるハクサンハタザオの4年間季節トランスクリプトーム解析2020

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,村中智明,杉阪次郎、工藤洋
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 長期時系列データに基づく防御遺伝子の季節トランスクリプトーム解析2020

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,西尾治幾,杉阪次郎,工藤洋
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] アブラナ科多年草の野外集団における通年日周トランスクリプトームによる遺伝子発現パターンの分類2020

    • 著者名/発表者名
      村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 常緑草本ハクサンハタザオの葉寿命における季節的表現型可塑性と枯死過程のRNA-Seq解析2020

    • 著者名/発表者名
      湯本原樹,杉阪次郎,村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 日本産アオウキクサの集団内・集団間における形質相関2020

    • 著者名/発表者名
      村中智明,工藤洋,小山時隆
    • 学会等名
      第52回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 常緑草本ハクサンハタザオの葉寿命の季節的可塑性および遺伝子発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      湯本原樹,西尾治幾,村中智明,杉阪次郎,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第52回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子の進化的保存性と季節的な制御の関係2020

    • 著者名/発表者名
      西尾治幾,永野惇,伊藤佑,鈴木穣,工藤洋
    • 学会等名
      第52回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 海岸植物クサトベラの集団間および二型間で果実形質変異が生じる要因2020

    • 著者名/発表者名
      榮村奈緒子,古本良,内貴章世,梶田忠,工藤洋
    • 学会等名
      第52回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 本産アオウキクサの集団内・集団間における形質相関2020

    • 著者名/発表者名
      村中智明,工藤洋,小山時隆
    • 学会等名
      第52回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 植物防御システムの季節プライミング2020

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,西尾治幾,杉阪次郎,工藤洋
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 葉寿命に季節応的可塑性におけるトランスクリプトーム2020

    • 著者名/発表者名
      湯本原樹,杉阪次郎,村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] The origan of circadian:correlation between circadian period and critical day-length in a Japanese short-day flowring duckweed2020

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T, Oyama T, Kudoh H.
    • 学会等名
      第67回日本生態学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自然条件下におけるハクサンハタザオの昼夜・季節トランスクリプトーム動態の解析2020

    • 著者名/発表者名
      村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自然環境下における多数のヒストン修飾のゲノムワイド季節動態2020

    • 著者名/発表者名
      西尾治幾,伊藤佑,本庄三恵,村中智明,榮村奈緒子,工藤洋
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 長期感染における植物ウイルス‐ホスト間相互作用の季節性2019

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,榮村奈緒子、川越哲博,杉阪次郎,神谷麻梨,永野惇,工藤洋
    • 学会等名
      第83回大会日本植物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] コンロンソウ地下茎における遺伝子発現パターンの季節変化2019

    • 著者名/発表者名
      荒木希和子,安藤葉生,永野惇,工藤洋、久保幹
    • 学会等名
      第83回大会日本植物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of seasonal environments on plant defense responses to a virus infection2019

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,伊藤佑,村中智明,西尾治幾,榮村奈緒子,工藤洋
    • 学会等名
      第21回日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Unravelling the virus diversity and host-virus interaction in aild plants using RNA-Seq2019

    • 著者名/発表者名
      神谷麻梨,永野惇,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第21回日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Molecular phenology and altitudinal differentiation in plants2019

    • 著者名/発表者名
      Kudoh H
    • 学会等名
      第21回日本進化学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Transcriptome analysis revealed a seasonality of plant-virus interaction during persisten infection in a natural environment.2019

    • 著者名/発表者名
      Honjo MN, Emura N, Kawagoe T, Sugisaka J, Kamitani M, Nagano AJ, Kudoh H
    • 学会等名
      Frontiers in plant environmental response research.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] In natura gene expression pattern.2019

    • 著者名/発表者名
      Muranaka T, Honjo MN, Kudoh H.
    • 学会等名
      Frontiers in plant environmental response research.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Molecular phenology : a long-term 'in natura’ study of a perennial Arabidopsis on the seasonality of gene expressions and epigenetic regulation.2019

    • 著者名/発表者名
      Kudoh H, Sugiska J, Muranaka T, Ito T, Nishio H, Honjo MN.
    • 学会等名
      Frontiers in plant environmental response research.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 季節プライミングは存在するのか?:植物の前歴環境がウイルス感染に与える効果2019

    • 著者名/発表者名
      本庄三恵,伊藤佑,村中智明,西尾治幾,榮村奈緒子,工藤洋
    • 学会等名
      第51回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 自然条件下における遺伝子発現パターンの分類2019

    • 著者名/発表者名
      村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第51回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 常緑性草本ハクサンハタザオにおける葉寿命および寿命決定要因の季節変化2019

    • 著者名/発表者名
      湯本原樹,杉阪次郎,村中智明,本庄三恵,工藤洋
    • 学会等名
      第51回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 変動環境に対して頑健に季節応答するためのヒストン修飾H3K27me3が介在するメカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      西尾治幾,永野惇,Diana Buzas,岩山幸治,伊藤佑,工藤洋
    • 学会等名
      第51回種生物学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2022-12-28  

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