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C4型細胞パターン形成を制御する分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K05520
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分39010:遺伝育種科学関連
研究機関関西学院大学

研究代表者

宗景 ゆり  関西学院大学, 生命環境学部, 教授 (30423247)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードC4光合成 / オーキシン / 細胞パターン形成 / オーキシン応答 / C4植物 / C4型光合成 / 進化
研究開始時の研究の概要

C4型光合成を行う作物は、高温・乾燥に強く生育が速いため生産性が高い。これらの植物では、葉の内部の細胞へCO2を濃縮するために重要なクランツ構造と呼ばれる構造を有する。本研究ではキク科Flaveria属のC3型光合成を行う種と、C4型光合成を行う種の比較解析により明らかになった遺伝子を手掛かりとして、葉の形成に関わる植物ホルモンの効果を解析することでクランツ構造形成メカニズムを明らかにする。

研究成果の概要

本研究ではFlaveria属植物C3種とC4種を用いて葉脈パターン形成の比較解析を行うと共に、C4種Flaveriaにおいて維管束鞘細胞特異的に発現するSCARECROW遺伝子の発現パターン解析を行った。その結果、C4型の細胞パターン形成は葉の発達初期に誘導されることが明らかとなった。またオーキシンの極性輸送阻害時のパターンの乱れからオーキシンの局所的な濃度勾配がC4型葉脈パターン形成に重要であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、生産性の高い作物として重要視されているC4植物が、共通して有する細胞パターン形成の仕組みの一端を明らかにした。C4型細胞パターン形成は代謝産物の輸送効率を上昇させることができるため、作物のC4化に向けて必要な形質の一つである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A scheme for C4 evolution derived from a comparative analysis of the closely related C3, C3-C4 intermediate, C4-like, and C4 species in the genus Flaveria2022

    • 著者名/発表者名
      Munekage Yuri N.、Taniguchi Yukimi Y.
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: - 号: 4-5 ページ: 445-454

    • DOI

      10.1007/s11103-022-01246-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] C4種Flaveria bidensisの葉脈形成時に発現するFbDOF1Aのオーキシン応答性の解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤木 海舟, 谷口 幸美, 宗景 ゆり
    • 学会等名
      日本植物学会第88回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Expression pattern of FbDOF1A transcription factor during leaf development in C4 Flaveria bidentis2023

    • 著者名/発表者名
      Yuri N. Munekage, Tomoyo Ono, Mei Osawa, Ken Okudono, Yukimi Taniguchi, Tammy L Sage
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] RETICULATA RELATED 3 localized to the chloroplast inner envelope is involved in transcription of the chloroplast genome.2023

    • 著者名/発表者名
      Takumi Ito, Hayate Machino, Ryusei Inoue, Tsuyoshi Furumoto, Kenji Nishimura, Yuri N. Munekage
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of NPQ7 expression suppressed lines of C4 Flaveria bidentis showing defects in PSII activity2023

    • 著者名/発表者名
      Ai Ishizaki, Sayaka Koshi, Ryouichi Tanaka, Atsushi Takabayashi, Kentaro Ifuku, Yuri Munekage
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Light harvesting and chloroplast electron transport in NADP-malic enzyme type C4 Flaveria bidentis.2022

    • 著者名/発表者名
      Yuri N. Munekage
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PHOTOSYNTHESIS AND CHLOROPLAST REGULATION
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Arabidopsis thalianaにおけるRETICULATA-RELATED 3の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤匠、町野颯、井上龍星、花田裕昭、古本強、西村健司、宗景ゆり
    • 学会等名
      第12回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] C4種Flaveria bidentisの葉脈形成時におけるFbDOF1の発現パターン解析2021

    • 著者名/発表者名
      小野 知世、奥殿 健、谷口 幸美、宗景 ゆり
    • 学会等名
      光合成学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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