| 研究課題/領域番号 |
21J10143
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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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 | 総合研究大学院大学 |
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研究代表者 |
後藤 崇支 総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2022年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 根粒共生 / 植物ホルモン / オーキシン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物ホルモンであるオーキシン（IAA）の二次代謝は、一般にIAAの不活化プロセスと考えられているが、その機能について不明瞭な点がある。IAAのメチル化酵素であるIAMT1は、逆遺伝学的解析からシロイヌナズナのシュートで機能することが報告されているが、メチル化されたIAA（MeIAA）の生理機能は不明であった。他方で我々は、ミヤコグサIAMT1遺伝子が根粒形成に関与することを見出している。そして興味深いことに、MeIAAの投与によって共生遺伝子の発現が誘導される。本研究ではミヤコグサにおけるIAMT1遺伝子およびMeIAAの機能解析を行い、根粒形成におけるIAAメチル化の生理機能に迫る。
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| 研究実績の概要 |
マメ科植物は、根粒菌（共生微生物）を取り込み、根に共生器官「根粒」を形成する。この根粒共生により、マメ科植物は、多くの植物が育たない貧栄養土壌でも旺盛に生育することができる。根粒共生は、感染と発生という異なる生命現象が、細胞層を越えて上手く連動することで成立する。今回の研究では、「表皮での根粒菌感染」と「皮層での根粒形成」の協調制御に関わる遺伝子を探索し、オーキシンメチル化酵素をコードする遺伝子（IAMT1a）を見出した。そして、オーキシンのメチル化が根粒共生に必要とされる新規分子機構であることを明らかにした。この成果は米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）に昨年度掲載された。今年度は、オーキシンのメチル化の下流シグナル探索に向けて、RNA-seq解析の条件検討等に取り組んだ。また、IAMT1aの上流転写因子としてERN1 (ERF Required for Nodulation1) が見出されたため、その機能解析にも取り組んだ。具体的には、ミヤコグサ野生型とern1変異体の共生初期過程における比較RNA-seq解析を行った。その結果、IAMT1aに加えてERN1の下流候補遺伝子の網羅的探索に成功し、根粒共生の初期過程におけるERN1の多面的な役割に関する洞察が得られた。この解析を通して得られた結果は、Frontiers in Plant Science 誌に掲載された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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