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From nutrients to root shape: How nutrients alter root mechanics and shape for an efficient uptake

研究課題

研究課題/領域番号 19K23661
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金
審査区分 0601:農芸化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

バイヤー マルセル・パスカル  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任助教 (30850367)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードplant nutrition / mechanics / boron / Plant / Mechanics / Nutrition / Sensing
研究開始時の研究の概要

The adaption of roots to different nutrient conditions is essential for plants. In this project, nutrient transporter mutants are used to identify how plant roots are able to bend to applied nutrients. The mechanical adaption will be analyzed in respect to nutrient uptake and metabolic state.

研究成果の概要

植物の根は養分の有無に応じて形態を変化させ吸収率を高める。本研究では栄養供給変化に応じた根の形態変化と根の機械的特性との関連を解析した。イネで報告されている窒素依存性の根の伸長応答はシロイヌナズナでは容易に観察でなかったため、栄養条件を窒素からホウ素に切替え、本研究で新たに開発したマイクロピラー装置を使用してヤング率を測定した。その結果、異なるホウ素条件での根の機械的特性の測定に成功し、外部からのホウ素供給と機械的特性間の相関関係を明らかにした。さらに根の代謝バランスと機械的特性の関連性を分析し、スクロースの供給が根の直径の変化と機械的な硬さの変化につながることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

While nutrients change root morphology, their direct involvement in changes of root mechanical properties is not well understood. This study demonstrated that nutrients (boron) and the metabolic state (sucrose) play a role in root stiffness and form.

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Root shape adaptation to mechanical stress derived from unidirectional vibrations in <i>Populus nigra</i>2020

    • 著者名/発表者名
      Beier Marcel Pascal、Tsugawa Satoru、Demura Taku、Fujiwara Toru
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 37 号: 4 ページ: 423-428

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.20.0813a

    • NAID

      130007960242

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 年月日
      2020-12-25
    • 関連する報告書
      2020 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] The function of high‐affinity urea transporters in nitrogen‐deficient conditions2020

    • 著者名/発表者名
      Beier Marcel P.、Kojima Soichi
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 171 号: 4 ページ: 802-808

    • DOI

      10.1111/ppl.13303

    • 関連する報告書
      2020 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] Boron induced stiffness changes in Arabidopsis roots2021

    • 著者名/発表者名
      Yunshu Wang, Marcel Pascal Beier, Shumpei Hayashi, Kyoko Miwa, Hirotaka Hida, Toru Fujiwara
    • 学会等名
      The 62th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiology Mar 16, 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sucrose alters Arabidopsis thaliana root diameter and mechanics2021

    • 著者名/発表者名
      Marcel Pascal Beier, Shumpei Hayashi, Hirotaka Hida, Kyoko Miwa, Toru Fujiwara
    • 学会等名
      The 62th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiology Mar 16, 2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Arabidopsis root adaption to sucrose2020

    • 著者名/発表者名
      Beier MP, Hayashi S, Miwa K, Hida H, Fujiwara T
    • 学会等名
      Soil Science and Plant Nutrition meeting 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of sucrose on Arabidopsis root diameter and mechanics2020

    • 著者名/発表者名
      Beier MP, Hayashi S, Miwa K, Hida H, Fujiwara T
    • 学会等名
      The 61th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiology Mar 19, 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The influence of sucrose on Arabidopsis root diameter and mechanics2020

    • 著者名/発表者名
      Marcel Pascal Beier, Shumpei Hayashi, Kyoko Miwa, Hirotaka Hida, Toru Fujiwara
    • 学会等名
      The 61th Annual Meeting of the Japanese Society of Plant Physiologists
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [図書] Progress in Botany Vol. 822021

    • 著者名/発表者名
      Soichi Kojima, Keiki Ishiyama, Marcel Pascal Beier, Toshihiko Hayakawa
    • 出版者
      Springer Nature
    • ISBN
      9783030686208
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2019-09-03   更新日: 2022-01-27  

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