| 研究課題/領域番号 |
21H02088
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 |
小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)
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| 研究分担者 |
井内 聖 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (90312256)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2023年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
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| キーワード | STOP1 / 環境耐性 / SAUR / 窒素吸収 / 低酸素耐性 / アルミニウム耐性 / 転写制御 / 進化 / 酸耐性 / シロイヌナズナ / STOP1転写因子 / 多面発現 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者は，自らが発見したSTOP1転写因子が，細胞内pHの転写調節を中軸として，酸性土壌耐性のみならず， 冠水・乾燥耐性も制御することを突き止めた。この提案では，異なる進化を遂げた植物を材料とする情報生物学・逆遺伝学（比較ゲノムと組み合わせる）によりSTOP1システム制御機構の違いを分子レベルで特定し，「合成生物学育種（遺伝子数十を組換えるもの）」で，作物の環境耐性を飛躍的に向上させる基盤を確立する。
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| 研究成果の概要 |
植物は様々な環境ストレスにさらされながら生育している。環境ストレスは、時に相反的で、あるストレスに対する耐性が強いことが他のストレスに対して感受性をもたらすこともある。シロイヌナズナで発見されたSTOP1転写因子は、細胞の酸耐性を正に制御し、その機構を用いて冠水耐性を正に制御する。一方、塩耐性を正に制御するが、乾燥耐性を負に制御する。土壌への塩集積は、乾燥地で生じやすいこともあり、これは同一の分子が制御するストレス耐性が相反する例である。本研究では、STOP1転写因子の制御下で、調節タンパク質や転写因子によるクロストークが、相反ストレスの解消に貢献していることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
植物の環境耐性の分子機構を理解することは、持続可能な食料システムを実現するために重要です。この研究では、陸上植物の環境ストレス耐性を制御する遺伝子であるSTOP1が、どのようにして異なるストレス耐性を制御するか、コケやモデル植物を用いて調べました。複雑な制御機構が、調節タンパク質や転写因子などのほかのタンパク質との相互作用で行われていることと、それが植物により多様であることを明らかにしました。
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