| 研究課題/領域番号 |
19K05753
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
小林 佑理子 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40610952)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | 酸性土壌 / アルミニウムストレス / ゲノムワイド関連解析 / 転写因子 / シグナル伝達 / リン脂質シグナル / 一酸化窒素シグナル / シロイヌナズナ / STOP1 / NOシグナル / PGIP1 / ホスホイノシチドシグナル / アルミニウム耐性 / 発現量多型 / GWAS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
世界の農耕地に広がる酸性土壌では，可溶化するアルミニウムの毒性により植物の生育が阻害される．その農業生産上の重要性から植物のアルミニウム毒性やストレス耐性機構が明らかにされてきた．これまでに複数のアルミニウム耐性遺伝子が同定され，その発現制御は重要な育種ターゲットであると考えられている．しかし，その制御機構であるアルミニウム感知や転写活性化機構のほとんどは明らかにされていない．そこで本研究では，シロイヌナズナのアルミニウム耐性遺伝子について，複数の発現制御因子（転写調節因子やシグナル上流因子）を同定し，シグナル伝達を介したアルミニウム耐性遺伝子の転写活性化機構を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
シロイヌナズナにおいて、主要Al耐性遺伝子の発現量と全ゲノム一塩基多型（SNP）の関連解析（ゲノムワイドアソシエーション解析：GWAS）による発現制御遺伝子の同定と発現制御機構の解析を行った。その結果、複数の主要なAl耐性遺伝子の発現制御に関与するプロモーター領域のシス因子に加え、転写因子などの複数の上流因子とシグナル伝達経路を特定した。一方、多数の野生株群のトランスクリプトームデータから、GWASで特定した遺伝子を含むAl耐性遺伝子と共発現する遺伝子群および、系統間共発現する遺伝子のプロモーター配列にトランス因子結合領域を検出した。また、転写応答システムは集団間で異なることが示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本を含む世界に分布する酸性土壌では、主に可溶化するAlが植物の生育を著しく阻害するため、安定した植物生産のためには中和石灰などの大量の施肥が必要になる。したがって、植物のAl耐性改良は低資源、低エネルギー投入での生産性向上に貢献できると考えられる。Al耐性は複数の遺伝子に制御されているが、それらの発現制御調節は育種上有用であると考えられる。しかしその発現制御機構であるAlストレス感知や転写活性化機構は未解明な部分が多い。本研究では、ゲノムワイド関連解析やトランスクリプトーム解析から、Al耐性に寄与する遺伝子群や遺伝要因を新規に同定し、未解明であった発現制御機構を明らかにした。
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