| 研究課題/領域番号 |
21K19272
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分44:細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
久米 篤 九州大学, 農学研究院, 教授 (20325492)
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| 研究分担者 |
日渡 祐二 宮城大学, 食産業学群, 教授 (10373193)
蒲池 浩之 富山大学, 学術研究部理学系, 准教授 (40262498)
藤田 知道 北海道大学, 理学研究院, 教授 (50322631)
唐原 一郎 富山大学, 学術研究部理学系, 教授 (60283058)
富田 祐子 (半場祐子) 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (90314666)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
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| キーワード | 重力応答 / 過重力栽培装置 / 遺伝的解析 / 宇宙農業 / パラボリックフライト / 国際宇宙ステーション / ヒメツリガネゴケ / ウキクサ / 成長制御技術 / 宇宙実験 / コケ植物 / 遺伝子組み換え |
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| 研究開始時の研究の概要 |
重力加速度を変化させて植物を栽培することにより植物の成長促進の鍵となる新規な遺伝子を見出す。そしてその制御網を解析し、重力による成長調節がどのような分子機構により制御されるのかを明らかにすることにより、植物の重力応答統御システムの全貌解明に迫ることを目的とする。宇宙実験を含む様々な重力環境における遺伝子発現変動を網羅的に調査し、過重力応答の鍵となる遺伝子およびその制御網を明らかにする。重力応答と光合成や植物成長との関係についての原因遺伝子を明らかにできれば世界初の発見になる。さらに類似の遺伝子変化を人為的に創出できれば、画期的な植物の成長制御技術となる。
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| 研究成果の概要 |
重力を変化させて植物を栽培することにより植物の成長促進の鍵となる新規な遺伝子を見出し、制御網を解析し、重力による成長調節がどのような分子機構により制御されるのかを明らかにすることで、重力応答統御システムの全貌解明に迫ることを目的とした。過重力栽培装置を新たに作成し、ヒメツリガネゴケの栽培実験を実施した。過重力による成長促進効果には応答の閾値となる過重力が存在することが示唆され、AP2/ERF転写因子群が応答に関与していた。仮根の細胞内のカルシウムイオン動態は2GからμGの重力変化に応答していた。サトイモ科ウキクサも過重力環境で成長が促進されたが、それには気孔開度の変化が関与していた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地球の生物にとって重力（G）は最も変動しにくい環境要因の1つであり、特に陸上では水中とは異なり浮力によるサポートが非常に小さいため、地球の1Gに特化した形態形成が行われている。しかし、その制御機構を明らかにするためには、何らかの方法でGを変化させた環境と比較することが必須である。本研究成果では、遠心栽培実験によってG増加による成長促進機構の一端が解明され、これまで未知だった重力応答遺伝子の発現によって1G環境における成長促進が可能であることが示された。また、これらは陸上植物の進化過程の理解にとどまらず、地球とは異なったG環境にある宇宙において、植物栽培を最適に行うために重要な知見と考えられた。
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