| 研究課題/領域番号 |
19K22438
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 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
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| 研究機関 | 基礎生物学研究所 |
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研究代表者 |
金井 雅武 基礎生物学研究所, オルガネラ制御研究室, 特任助教 (30611488)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 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)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | ヒマ / 蒸散 / 耐乾性 / 耐暑性 / 乾燥耐性 / 高温耐性 / プロトプラスト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
東アフリカを原産とするヒマ（Ricinus communis）は優れた高温・乾燥耐性を持つが、その機構はいまだ明らかでない。これまでの研究から、ヒマ葉は他の植物と比較して、蒸散を厳密に制御しており、水分ロスを防ぐ新規な仕組みを持つと考えられた。そこで、ヒマ葉の顕微鏡観察を行い、蒸散が行われる気孔周辺の構造を観察したところ、気孔を形成する孔辺細胞直下にある葉内の間隙に、他の植物では見られない特殊な細胞を発見した。この細胞は気孔直下の間隙においてのみ観察された。この特殊な細胞の機能や働いている遺伝子を明らかにし、優れた高温・乾燥耐性システムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
ヒマは蒸散を迅速かつ厳密にコントロールすることで高温・乾燥地域においても高い生産性を示すと考えられる。ヒマ葉の気孔直下の海綿状組織には、他の植物には見られない特殊な細胞（バルブ細胞）が観察されており、このバルブ細胞の機能解析を進める。
2022年度に精製したバルブ細胞画分からmRNAを抽出し、RNA-Seq解析により発現プロファイルを得た。予備実験の結果と同様に、バルブ細胞画分の発現プロファイルは柔組織細胞の発現プロファイルと近かった。バルブ細胞に特徴的な発現を明らかにするために、バルブ細胞と柔組織細胞の発現プロファイルの比較解析を行った。バルブ細胞画分では、液胞膜局在の各種トランスポーターをコードする遺伝子の発現が上昇している傾向が得られた。バルブ細胞は通常の柔組織細胞と比較してサイズが大きく、細胞サイズを精密にコントロールすることで葉内のバルブとして機能すると予想される。そのため、バルブ細胞では液胞膜局在のトランスポーターの発現量を高めることで液胞サイズを迅速かつ精密にコントロールしている可能性を示唆しているものと考えられる。今後は、バルブ細胞において発現増加が見られたトランスポーターに注目し、液胞サイズ制御との関係を明らかにする予定である。
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