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植物の遺伝的多様性から気候変動に適応するためのメカニズムを理解する

研究課題

研究課題/領域番号 19H03092
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分41050:環境農学関連
研究機関東京農業大学

研究代表者

太治 輝昭  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (60360583)

研究分担者 有賀 裕剛  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 遺伝資源研究センター, 研究員 (00849060)
西條 雄介  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (50587764)
土松 隆志  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (60740107)
星川 健  国立研究開発法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 任期付研究員 (70634715)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードシロイヌナズナ / 野生系統 / 多様性 / 浸透圧耐性 / 高温耐性 / クチクラワックス / 環境ストレス応答 / 耐塩性 / 免疫応答 / accession
研究開始時の研究の概要

植物が同じ種内でもストレス耐性を持つ植物と持たない植物に分かれてきた進化的要因や、その背景でどんな遺伝子が働いているのかに関しては多くが不明である。そこで本研究では、シロイヌナズナに見られる浸透圧および高温耐性の遺伝的多様性から植物のストレス適応メカニズムを理解することを目的に、多様性を決定する鍵遺伝子の同定、および鍵遺伝子を中心とする耐性メカニズムの解明を目指す。さらに同定遺伝子などのイネやトマトへの応用を進めることで、農資源の機能性向上を目指す。

研究成果の概要

シロイヌナズナ野生系統間に見られる浸透圧耐性の遺伝的多様性から植物のストレス適応メカニズムを理解することを目的に、(1) 塩馴化後浸透圧耐性欠損株の単離と解析、(2) 高温耐性多様性を制御する遺伝子座の同定、(3) 長期高温耐性欠損株の単離と解析を実施した。特に、浸透圧ストレス、あるいは高温ストレスに対して高感受性を示す突然変異株の原因遺伝子同定により、シロイヌナズナの浸透圧や高温ストレス応答機構の一端を明らかにすることができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

地球温暖化の影響により世界中で干ばつ(乾燥)・塩害・日照り(高温)が多発しており、農業生産に甚大な被害が生じている。本研究でそれらのストレス耐性に重要な遺伝子に加えて、見出した遺伝子の1つは植物の様々な環境ストレス耐性を向上させることから、干ばつや温度上昇など幅広い環境変動に適応する作物育種への応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

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

  • [雑誌論文] Targeted in vivo mutagenesis of a sensor histidine kinase playing an essential role in ABA signaling of the moss Physcomitrium patens2022

    • 著者名/発表者名
      Sk R, Miyabe MT, Takezawa D, Yajima S, Yotsui I, Taji T, Sakata Y
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 637 ページ: 93-99

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.11.009

    • 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
  • [雑誌論文] KLU/CYP78A5, a cytochrome P450 monooxygenase identified via FOX hunting, contributes to cuticle biosynthesis and improves various abiotic stress tolerances2022

    • 著者名/発表者名
      Kajino T, Yamaguchi M, Oshima Y, Nakamura A, Narushima J, Yaguchi Y, Yotsui I, Sakata Y, Taji T
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.904121

    • 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
  • [雑誌論文] ECERIFERUM 10 encoding an enoyl-CoA reductase plays a crucial role in osmotolerance and cuticular wax loading in Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Fukuda N, Oshima Y, Ariga H, Kajino T, Koyama T, Yaguchi Y, Yotsui I, Sakata Y, Taji T
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 13 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3389/fpls.2022.898317

    • 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
  • [雑誌論文] ABERRANT PANICLE ORGANIZATION2 controls multiple steps in panicle formation through common direct target genes2022

    • 著者名/発表者名
      Miao Y, Xun Q, Teruaki Taji T, Tanaka K, Yasuno N, Ding C, and Kyozuka J
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 189 号: 4 ページ: 2210-2226

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac216

    • 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] MAP KINASE PHOSPHATASE1 promotes osmotolerance by suppressing PHYTOALEXIN DEFICIENT4-independent immunity2022

    • 著者名/発表者名
      Kohei Uchida, Masahiro Yamaguchi, Kazuki Kanamori, Hirotaka Ariga, Kazuho Isono, Takuma Kajino, Keisuke Tanaka, Yusuke Saijo, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: - 号: 2 ページ: 1128-1138

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac131

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial Fission Complex Is Required for Long-Term Heat Tolerance of Arabidopsis2022

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tsukimoto, Kazuho Isono, Takuma Kajino, Satoshi Iuchi, Akihisa Shinozawa, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 雑誌名

      Plant & cell physiology

      巻: 63 号: 3 ページ: 296-304

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab171

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sensor histidine kinases mediate ABA and osmostress signaling in the moss Physcomitrium patens2022

    • 著者名/発表者名
      Tsukasa Toriyama, Akihisa Shinozawa, Yuki Yasumura, Masashi Saruhashi, Mayuka Hiraide, Shiori Ito, Hideyuki Matsuura, Keiko Kuwata, Mika Yoshida, Tadashi Baba, Izumi Yotsui, Teruaki Taji, Daisuke Takezawa, Yoichi Sakata
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 32 号: 1 ページ: 164-175

    • DOI

      10.1016/j.cub.2021.10.068

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recognition of microbe/damage-associated molecular patterns by leucine-rich repeat pattern recognition receptor kinases confers salt tolerance in plants2021

    • 著者名/発表者名
      Saijo Yusuke、Loo Eliza、Tajima Yuri、Yamada Kohji、Kido Shota、Hirase Taishi、Ariga Hirotaka、Fujiwara Tadashi、Tanaka Keisuke、Taji Teruaki、Somssich Imre、Parker Jane E
    • 雑誌名

      Molecular Plant-Microbe Interactions?

      巻: - 号: 7 ページ: 554-566

    • DOI

      10.1094/mpmi-07-21-0185-fi

    • 関連する報告書
      2021 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] シロイヌナズナ野生系統を用いてストレス耐性の多様性を解明2021

    • 著者名/発表者名
      太治輝昭、有賀裕剛
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 6 ページ: 526-532

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] An ER?Golgi Tethering Factor SLOH4/MIP3 Is Involved in Long-term Heat Tolerance of Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Isono Kazuho、Tsukimoto Ryo、Iuchi Satoshi、Shinozawa Akihisa、Yotsui Izumi、Sakata Yoichi、Taji Teruaki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: - 号: 2 ページ: 272-279

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa157

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] CATALASE2 plays a crucial role in long-term heat tolerance of Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Ono Masaaki、Isono Kazuho、Sakata Yoichi、Taji Teruaki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 534 ページ: 747-751

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] BLADE-ON-PETIOLE genes temporally and developmentally regulate the sheath to blade ratio of rice leaves2019

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Toriba, Hiroki Tokunaga, Toshihide Shiga, Fanyu Nie, Satoshi Naramoto, Eriko Honda, Keisuke Tanaka, Teruaki Taji, Jun-Ichi Itoh, Junko Kyozuka
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 619-619

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08479-5

    • 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] SnRK2 protein kinases represent an ancient system in plants for adaptation to a terrestrial environment2019

    • 著者名/発表者名
      Shinozawa Akihisa、Otake Ryoko、Takezawa Daisuke、Umezawa Taishi、Komatsu Kenji、Tanaka Keisuke、Amagai Anna、Ishikawa Shinnosuke、Hara Yurie、Kamisugi Yasuko、Cuming Andrew C.、Hori Koichi、Ohta Hiroyuki、Takahashi Fuminori、Shinozaki Kazuo、Hayashi Takahisa、Taji Teruaki、Sakata Yoichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0281-1

    • 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
  • [学会発表] 耐塩性シロイヌナズナLch-0が有する耐塩性機構の遺伝学的解明2023

    • 著者名/発表者名
      梶野拓磨、内山佳織、有賀裕剛、篠澤章久、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 核膜孔複合体は免疫応答を介して植物の浸透圧耐性に重要な役割を果たす2023

    • 著者名/発表者名
      森研人、田村将士、田中啓介、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ塩馴化後浸透圧耐性獲得変異株aot19の原因遺伝子同定と解析2022

    • 著者名/発表者名
      森研人、田村将士、田中啓介、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 浸透圧耐性シロイヌナズナaccessionから得られた塩馴化後浸透圧耐性欠損変異株aod10の遺伝学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      高橋弥子、有賀裕剛、田中啓介、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] CATION CALCIUM EXCHANGER4は浸透圧耐性を付与する2022

    • 著者名/発表者名
      金盛一起、西村浩二、有賀裕剛、佐藤雅彦、田中啓介、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MKP1はシロイヌナズナの浸透圧ストレス耐性において正の役割を果たす2021

    • 著者名/発表者名
      山口将弘,内田康平,有賀裕剛,田中啓介,四井いずみ,坂田洋一,太治輝昭
    • 学会等名
      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] シロイヌナズナの浸透圧耐性多様性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      番場康介,四井いずみ,坂田洋一,太治輝昭
    • 学会等名
      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] シロイヌナズナ耐塩性accessionの耐性メカニズム解析2021

    • 著者名/発表者名
      内山佳織,伊藤佑,四井いずみ,坂田洋一,太治輝昭
    • 学会等名
      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] 塩馴化後浸透圧耐性欠損変異株aod2の解析2021

    • 著者名/発表者名
      福田紀香,小山隆,有賀裕剛,田中啓介,四井いずみ,坂田洋一,太治輝昭
    • 学会等名
      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] CATION CALCIUM EXCHANGER4の変異はNPR1を介した過剰な免疫応答により浸透圧耐性を損なう2021

    • 著者名/発表者名
      金盛一起,小山隆,有賀裕剛,田中啓介,四井いずみ,坂田洋一,太治輝昭
    • 学会等名
      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] Functional analysis of acquired osmotolerance-defective mutant aod132020

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Yamaguchi, Kouhei Uchida, Hirotaka Ariga, Keisuke Tanaka, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the genetic control of natural variation in abiotic stress tolerances among Arabidopsis thaliana accessions2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Taji
    • 学会等名
      ファイトジーンの可能性と未来XI
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2025-01-30  

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