| 研究課題/領域番号 |
20K06682
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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44030:植物分子および生理科学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
中山 北斗 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (30610935)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 発生進化学 / 発生学 / 進化学 / 植物 / 葉 / 多様性 / 発生 / 進化 / シロイヌナズナ / アンボレラ / 被子植物 / Amborella trichopoda / Arabidopsis thaliana / Evo-Devo / RNA-seq / インフォマティクス / 進化発生学 / Solanum lycopersicum / 形態 / トランスクリプトーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究計画は、陸上植物の中で最も反映している被子植物において、葉の獲得を可能にした分子機構を世界に先駆けて明らかにしようとするものである。植物において葉などの側生葉状器官の獲得は光合成の効率化をもたらし、放出される酸素が地球の大気組成の変化をももたらした。応募者は、これまでその詳細が全くの謎であった葉の獲得を可能にした分子機構を、進化学的観点から複数の植物群を選択し、分子生物学的手法、インフォマティクスなどを駆使して4年計画で明らかにする計画である。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、現生の被子植物の系統樹において最基部で分岐したことが明らかになっているAmborella trichopoda（アンボレラ）と最も葉の発生の分子機構が明らかになっているモデル植物であるArabidopsis thaliana（シロイヌナズナ）との、発生、形態、そしてRNA-seqによる遺伝子発現プロファイルの比較により、葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが広範な被子植物の間で保存されていることを明らかにした。このことは独立に複数回獲得されたことが明らかになっている、陸上植物の葉の進化に関して、その共通性や独自性を明らかにするための基盤ができ、大きな成果であったと言える。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
研究成果の意義としては、葉の進化過程はこれまで化石研究が主であり、その進化過程も背景にある分子機構も全く明らかになっていなかった。今回の研究で被子植物において葉の発生に関わる遺伝子制御ネットワークが被子植物の間で保存されている事を明らかとし、陸上植物における葉の進化を考える上で比較基盤として利用できる点は成果と言える。またこの事は葉の発生に必要な根元的な遺伝子群を同定することに繋がるため、それらを用いて、葉を持たない植物、あるいは本来葉が発生しない部位に葉を持たせることで新奇形態の園芸植物や光合成効率を向上させた作物を作出する技術の基盤の創出を導くことができるという社会的意義も挙げられる。
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