ＳＴＯＰ１転写因子が制御するマルチストレス耐性の理解と分子育種基盤の構築

• 研究課題/領域番号: 22248006
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)
• 研究分担者: 山本 義治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50301784) ; 井内 聖 独立行政法人理化学研究所, 実験植物開発室, 研究員 (90312256) ; 鈴木 雄二 東北大学, 農学研究科, 助教 (80374974) ; 櫻井 望 (財)かずさDNA研究所, 植物ゲノムバイテク室, 研究員 (30392286)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 44,460千円 (直接経費: 34,200千円、間接経費: 10,260千円); 2013年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2012年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円); 2011年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円); 2010年度: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
• キーワード: STOP1 / 植物免疫 / 酸性土壌耐性 / アルミニウム / 転写誘導 / 分子育種 / 酸性土壌 / 進化 / 酸耐性 / アルミニウム耐性 / バイオインフォマティクス

研究概要

酸性土壌を中心とする酸性ストレスは、植物の生育を阻害する大きな環境要因の一つである。この研究では、STOP1転写因子が発言を制御する遺伝子を特定することや、様々な植物が持つSTOP1の機能を確かめるための一連の実験を実施した。その結果、STOP1が制御する機構は、ヒメツリガネゴケを含む地上植物のすべてが保持する機構で、植物の環境適応に重要な植物免疫にかかわることも明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Identification of a STOP1-like protein in Eucalyptus that regulates transcription of Al tolerance genes (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawaki Y., Kobayashi Y., Kihara-Doi T., Nishikubo N., Kawazu T., Kobyashi M., Kobayashi Y., Iuchi S., Koyama H.. & Sato S.
  • 雑誌名: Plant Sci. 巻: 223 ページ: 8-15
  • 査読あり
• [雑誌論文] STOP2 activates transcription of several genes for Al- and low pH-tolerance that are regulated by STOP1 in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Ohyama, Y., Kobayashi, Y., Ito, H., Iuchi, S., Fujita, M., Zhao, C-R., Tanveer, T., Ganesan, M., Kobayashi, M. & Koyama H.
  • 雑誌名: Mol Plant 巻: 7 ページ: 311-322
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Al-responsive citrate excretion and citrate-transporting MATEs in Eucalyptus camaldulensis (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawaki,Y., Kihara-Doi, T., Kobayashi, Y., Nishikubo, N., Kawazu, T., Kobayashi, Y., Koyama, H. & Sato S.
  • 雑誌名: Planta 巻: 237
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the complex regulation of AtALMT1 expression in response to phytohormones and other inducers (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y. Kobayashi, Y., Sugimoto, M., Lakshmanan, V., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H and Koyama, H.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 162 ページ: 732-740
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of AtALMT1 in the Arabidopsis thaliana ecotype Columbia results in enhanced Al-activated malate excretion and beneficial bacterium recruitment (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Lakshmanan, V., Kobayashi, Y., Asai, M., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H. P. & Koyama H.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 8(9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of AtSTOP1 orthologous genes in tobacco and other plant species (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohyama, Y., Ito, H., Kobayashi, Y., Ikka, T., Morita, A., Kobayashi, M., Imaizumi, R., Aoki, T., Komatsu, K., Sakata, Y., Iuchi, S. & Koyama, H.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 162 ページ: 1937-1946
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and physiological analysis of Al3+ and H+ rhizotoxicities at moderately acidic conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Kobayashi, Y., Watanabe, T., Shaff J. E., Ohta, H., Kochian, L. V., Wagatsuma, T., Kinraide, T. B. & Koyama H.
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 163 ページ: 180-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of the complex regulation of AtALMT1 expression in response to phytohormones and other inducers. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y. Kobayashi, Y., Sugimoto, M., Lakshmanan, V., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H and Koyama, H.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 162 号: 2 ページ: 732-740
  • DOI: 10.1104/pp.113.218065
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of AtALMT1 in the Arabidopsis thaliana ecotype Columbia results in enhanced Al-activated malate excretion and beneficial bacterium recruitment. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Lakshmanan, V., Kobayashi, Y., Asai, M., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H. P. & Koyama H.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 8 号: 9 ページ: e25565-e25565
  • DOI: 10.4161/psb.25565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of AtSTOP1 orthologous genes in tobacco and other plant species. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ohyama, Y., Ito, H., Kobayashi, Y., Ikka, T., Morita, A., Kobayashi, M., Imaizumi, R., Aoki, T., Komatsu, K., Sakata, Y., Iuchi, S. & Koyama, H.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 162 号: 4 ページ: 1937-1946
  • DOI: 10.1104/pp.113.218958
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Al-responsive citrate excretion and citrate-transporting MATEs in Eucalyptus camaldulensis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sawaki,Y., Kihara-Doi, T., Kobayashi, Y., Nishikubo, N., Kawazu, T., Kobayashi, Y., Koyama, H. & Sato S.
  • 雑誌名: Planta 巻: 237 号: 4 ページ: 979-989
  • DOI: 10.1007/s00425-012-1810-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and physiological analysis of Al3+ and H+ rhizotoxicities at moderately acidic conditions. (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Kobayashi, Y., Watanabe, T., Shaff J. E., Ohta, H., Kochian, L. V., Wagatsuma, T., Kinraide, T. B. & Koyama
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 163 号: 1 ページ: 180-92
  • DOI: 10.1104/pp.113.222893
  • 査読あり
• [雑誌論文] 他種由来STOP1 相同遺伝子を導入した相補組換え体シロイヌナズナの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山慶直,小林佑理子,井内聖,小山博之
  • 雑誌名: 無菌生物 巻: 42 ページ: 69-72
  • NAID: 10031131373
• [雑誌論文] Analysis of environmental stress in plants with the aid of marker genes for H2O2 responses (2012)
  • 著者名/発表者名: Hieno, A., Naznin, A.H. Sawaki, K., Koyama, H., Sakai, S., Ishino, H., Hyakumachi, M. & Yamamoto, Y.Y.
  • 雑誌名: Methods Enzymol 巻: 527 ページ: 221-238
  • 査読あり
• [雑誌論文] シロイヌナズナ相補組換えによるSTOP1相同遺伝子の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 大山義直, 他
  • 雑誌名: 無菌生物 巻: 35(印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] シロイヌナズナをモデルとした植物の酸性土壌耐性に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山博之
  • 雑誌名: 土肥誌 巻: 82 ページ: 349-352
• [雑誌論文] Prediction of transcriptional regulatory elements for plant hormone responses based on microarray data (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto YY, Yoshioka Y, Hyakumachi M, Maruyama K, Yamaguchi-Shinozaki K, Tokizawa M, Koyama H
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 39
  • NAID: 130006995311
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞膜表面のイオン活動度推定プログラムを用いたシロイヌナズナのアルミニウム耐性機構に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林安文, 小山博之
  • 雑誌名: 無菌生物 巻: 40 ページ: 79-80
  • NAID: 10027130371
• [学会発表] STOP1 Regulating System ; A Root Module for Adapting to Acid Soil Environment, and for Enhancing Plant Immunity (2013)
  • 著者名/発表者名: Koyama H., Kobayashi Y., Bais H, Iuchi S.
  • 学会等名: 第3回国際農業会議
  • 発表場所: 中国杭州
• [学会発表] リンゴ酸トランスポーターAtALMT1 活性化を介したリンゴ酸放出機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小山博之
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 無菌栽培系を用いた植物の有機酸放出アルミニウム耐性機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小林佑理子, 小山博之
  • 学会等名: 無菌生物ノートバイオロジー学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2011-01-13
• [学会発表] シロイヌナズナ根部イオン処理下で誘導される地上部遺伝子発現のプロファイリング (2011)
  • 著者名/発表者名: 澤木克亘, 他
  • 学会等名: 土肥学会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] 共発現遺伝子ネットワークによるSTOP1変異の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山中啓史, 他
  • 学会等名: 土肥学会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] マイクロアレイデータを用いたイオンストレス転写制御配列の予測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 時澤睦朋, 他
  • 学会等名: 土肥学会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] シロイヌナズナをモデルとした植物の酸性土壌耐性機構に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小山博之
  • 学会等名: 土肥学会
  • 発表場所: つくば市
• [学会発表] 細胞表面イオン活動度プログラムを用いたシロイヌナズナアルミニウム応答遺伝子の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小林安文, 小山博之, 他
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-09-07
• [図書] Rhizotoxic ions : 'Omics' approaches for studying abiotic stress tolerance in plants. In Omics and Plant Abiotic Stress Tolerance (2011)
  • 著者名/発表者名: Zhao, C-Z., Yamamoto, Y.Y. & Koyama, H.
• [図書] Heavy metal tolerance in Arabidopsis thaliana Advances in Botanical Research 60 (2011)
  • 著者名/発表者名: Chaffai, R. & Koyama, H.
• [図書] Advance in Botanical Reserch (Chapter 1 Heavy Metal Tolerance in Arabidopsis thaliana) (2011)
  • 著者名/発表者名: Chaffai RB Koyama, H
  • 総ページ数: 49
  • 出版者: Academic Press
• [図書] Advances in Botanical Research (2011)
  • 著者名/発表者名: Chaffai, R, Koyama, H
  • 出版者: Heavy metal tolerance in Arabidopsis thaliana(印刷中)