植物のアンモニウム態窒素栄養と根の形態に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21688006
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 小島 創一 東北大学, 大学院・農学研究科, 助教 (30462683)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 23,010千円 (直接経費: 17,700千円、間接経費: 5,310千円); 2011年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2010年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円); 2009年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 窒素代謝 / 輸送担体 / 形態形成 / 植物栄養 / 根 / シグナル伝達 / アンモニウム / 遺伝的多様性

研究概要

植物の根は、アンモニウムを見つけると、枝分かれすることで表面積を増やすことで、栄養を効率的に取り込むことが分かった。また、アンモニウムによる根の枝分かれは、環境中のごく低濃度のアンモニウムを体内へ取り込むタンパク質によって引き起こされることが分かった。今後、より詳しく調べていくことで、植物が窒素肥料を効率的に利用する仕組みを改善できるかもしれない。

研究成果

• [雑誌論文] Ammonium triggers lateral root branching in Arabidopsis in an AMT1 ; 3-dependent manner (2011)
  • 著者名/発表者名: Lima J, Kojima S, Takahashi H and von Wiren N
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 3621-2633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of a novel NADH-glutamate synthase2 gene caused marked reduction in spike let number of rice (2011)
  • 著者名/発表者名: 田村亘, 小島創一, 豊川絢子, 渡邉英生, 田淵-小林真由美, 早川俊彦, 山谷知行
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: vol.2 ページ: 57-57
  • DOI: 10.3389/fpls.2011.00057
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reverse genetics approach to characterize a function of NADH-glutamate synthase1 in rice plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Tamura W, Hidaka Y, Tabuchi M, Kojima S, Hayakawa T, Sato T, Obara M, Kojima M, Sakakibara H and Yamaya T
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 39 ページ: 1003-1012
  • NAID: 120006376372
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ammonium triggers lateral root branching in Arabidopsis in an AMT1;3-dependent manner (2010)
  • 著者名/発表者名: Lima, J., Kojima, S., Takahashi, H., von Wiren, N.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 22 ページ: 3621-3633
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reverse genetics approach to characterize a function of NADH-glutamate synthase1 in rice plants (2010)
  • 著者名/発表者名: W.Tamura, Y.Hidaka, M.Tabuchi, S.Kojima, T.Hayakawa, T.Sato, M.Obara, M.Kojima, H.Sakakibara, T.Yamaya
  • 雑誌名: Amino Acids (未定, 印刷中)
  • NAID: 120006376372
  • 査読あり
• [学会発表] Evidence to support a function of glutamine synthetase1 ; 2 in the primary assimilation of ammonium ions in rice roots (2012)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Funayama, Mayumi Tabuchi-Kobayashi, Yuki Sawa, Soichi Kojima, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] イネ根における新規プロテインキナーゼ(OsACTPK1)のアンモニウ吸収制御への関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 谷合彰子, 澤勇己, 小原実広, 吉成晃, 小島創一, 山谷知行, 早川俊彦
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] 酵母スプリットユビキチン法によるアンモニウム輸送担体と細胞質型グルタミン合成酵素の相互作用の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松岡香矢, 大岩優貴, 早川俊彦, 山谷知行, 小島創一
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
• [学会発表] リン欠乏シロイヌナズナ根からのリンゴ酸およびクエン酸分泌に関わるトランスポーターの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 丸山隼人、佐々木孝行、小島創一、和崎淳
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2011年度つくば大会
  • 発表場所: エポカルつくば
  • 年月日: 2011-08-09
• [学会発表] Analysis of malate transporters induced in roots of phosphorus deficient or aluminum stressed Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Maruyama, H., Sasaki, T., Kojima, S., Wasaki, J
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis Research 2011
  • 発表場所: Madison, WI, USA
• [学会発表] Analysis of malate and citrate transporters induced in roots of phosphorus deficient Arabidopsis thaliana (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayato Maruyama, Takayuki Sasaki, Keiki Okazaki, Soichi Kojima, Takuro Shinano, Jun Wasaki
  • 学会等名: Rhizosphere 3
  • 発表場所: Perth, Australia
• [学会発表] Reduction of the primary assimilation of ammnonium ions and panicle number in rice mutants lacking cytosolic glutamine synthetase1 ; 2 (2011)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Funayama, Mayumi Tabuchi-Kobayashi, Yuki Sawa, Soichi Kojima, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya
  • 学会等名: International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • 発表場所: Kurashiki, Okayama
• [学会発表] Interplay between ammonium transporter and glutamine synthethase in Arabidopsis (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaya Tanaka-Matsuoka, Yuki Oiwa, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya, Soichi Kojima
  • 学会等名: International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Change"
  • 発表場所: Kurashiki, Okayama
• [学会発表] イネにおけるNADH依存性グルタミン酸合成酵素(NADH-GOGAT)1及び2遺伝子の破壊変異体の獲得とその表現型 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村亘、豊川絢子、日高佑典、田渕真由美、小島創一、早川俊彦、山谷知行
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナ高親和型尿素輸送担体の相互作用因子の探索 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田圭吾、大岩優貴、松岡香矢、早川俊彦、山谷知行、小島創一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナ環境型のアンモニウム栄養に対する応答 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大岩優貴、佐々木和浩、吉田圭吾、松岡香矢、早川俊彦、佐藤雅志、山谷知行、小島創一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナ根のアンモニウム栄養に対する応答の分子遺伝学的な解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小島創一、佐々木和浩、大岩優貴、松岡香矢、早川俊彦、佐藤雅志、山谷知行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2010年度札幌大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Localized ammonium supply increases lateral root branching、Nitrogen2010 (2010)
  • 著者名/発表者名: Lima J, Kojima S, Takahashi H and von Wiren N
  • 学会等名: 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Interplay between ammonium transport and auxin signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Kojima S, Oiwa Y, Schussler D, Yoshida K, Matsuoka K, Hayakawa T, Yamaya T, von Wiren N
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Localized ammonium supply increases lateral root branching (2010)
  • 著者名/発表者名: Joni Lima, Soichi Kojima, Hideki Takahashi, Nicolaus von Wiren
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Reverse genetic approach unravels the physiological functions of NADH-dependent glutamate synthase1 (NADH-GOGAT1) in ammonium assimilation in the root and productivity of rice plant (2010)
  • 著者名/発表者名: Wataru Tamura, Yusuke Hidaka, Mayumi Tabuchi, Soichi Kojima, Mikiko Kojima, Toshihiko Hayakawa, Hitoshi Sakakibara, Tomoyuki Yamaya
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Cytosolic glutamine synthetase 1;2 is one of a key enzymes in ammonium assimilation in root of rice plant (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Funayama, Mayumi Tabuchi, Yuki Sawa, Soichi Kojima, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Changes of root system by polyamine supply is dependent on high-affinity urea transporter (2010)
  • 著者名/発表者名: Keigo Yoshida, Yuki Oiwa, Kaya Tanaka-Matsuoka, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya, Nicolaus von Wiren, Soichi Kojima
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Rice vacuolar membrane-localized amino acid transporter, OsATA1;2, transports glutamine (2010)
  • 著者名/発表者名: Toshihiko Hayakawa, Ryusuke Ishida, Keisuke Kobayashi, Kuni Sueyoshi, Toru Kudo, Yoko Shiroto, Yoshitsugu Hongo, Soichi Kojima, Tomoyuki Yamaya
  • 学会等名: Nitrogen2010, 1st International Symposium on the Nitrogen Nutrition of Plants
  • 発表場所: 犬山国際センター
• [学会発表] Systemic and local root development to localized putrescine supply is dependent on high-affinity urea transporter (2010)
  • 著者名/発表者名: Keigo Yoshida, Yuki Oiwa, Kaya Tanaka-Matsuoka, Toshihiko Hayakawa, Tomoyuki Yamaya, Nicolaus von Wiren, Soichi Kojima
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: パシフィコ横浜
• [学会発表] イネにおけるグルタミン情報伝達系への関与が期待される新規ACTドメインプロテインキナーゼ様タンパク質4のリン酸化能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 谷合彰子・澤勇己・西濱夏海・工藤徹・小島創一・山谷知行・早川俊彦
  • 学会等名: The 2010 Annual Meeting and Simposia of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] サイトゾル型グルタミン合成酵素1;2遺伝子破壊がイネの収量に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 舟山和宏・小林(田渕)真由美・澤勇己・小島創一・早川俊彦・山谷知行
  • 学会等名: The 2010 Annual Meeting and Simposia of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] イネのNADH-グルタミン酸合成酵素2遺伝子破壊変異体を用いた表現型の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村亘・豊川絢子・田渕真由美・小島創一・早川俊彦・山谷知行
  • 学会等名: The 2010 Annual Meeting and Simposia of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シロイヌナズナ根のアンモニウム栄養に対する応答の分子遺伝学的な解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小島創一・佐々木和浩・大岩優貴・松岡香矢・早川俊彦・佐藤雅志・山谷知行
  • 学会等名: The 2010 Annual Meeting and Simposia of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シロイヌナズナ高親和型尿素輸送担体(AtDUR3)の翻訳後制御機構の探索とその基質特異性について (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉田圭吾・大岩優貴・松岡香矢・早川俊彦・山谷知行・小島創一
  • 学会等名: The 2010 Annual Meeting and Simposia of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるアンモニウムの輸送とグルタミン代謝の協調 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小島創一、石山敬貴、早川俊彦、山谷知行、Nicolaus von Wiren、高橋秀樹
  • 学会等名: 第五回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 植物の窒素栄養を運ぶトランスポーターの研究 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小島創一
  • 学会等名: 第四回先端農学研究センターセミナー
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-11-20
• [学会発表] シロイヌナズナの高親和尿素輸送担体の翻訳後制御機構の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉田圭吾, Anne Bohner, 早川俊彦, 山谷知行, Nicolaus von Wiren, 小島創一
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] イネ根におけるGlnセンサー候補OsACTPK遺伝子族の発現特性とOsACTPK4遺伝子破壊イネの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 澤勇己、西濱夏海、小島創一、山谷知行、早川俊彦
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] 液胞型アクアポリンの細胞膜アンモニウム輸送への寄与 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小島創一、早川俊彦、Nicolaus von Wiren、山谷知行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] イネNADH依存性グルタミン酸合成酵素1(NADH-GOGAT1)破壊変異体の獲得と表現型の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 田村亘、日高佑典、田渕真由美、小島創一、早川俊彦、山谷知行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-15
• [図書] Nitrogen Assimilation in Plants, Research Signpost (2010)
  • 著者名/発表者名: Soichi Kojima, Toshihiko Hayakawa, Nicolaus von Wiren, Tomoyuki Yamaya
  • 総ページ数: 378
• [図書] Nitrogen Assimilation in Plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Soichi Kojima, Toshihiko Hayakawa, Nicolaus von Wiren, Tomoyuki Yamaya
  • 出版者: Research Signpost
• [備考]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.htm
• [備考]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.htm
• [備考]
  • URL: http://www.agri.tohoku.ac.jp/cellbio/index-j.html