| 研究課題/領域番号 |
22K06267
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 広島大学 |
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研究代表者 |
田中 若奈 広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (10725245)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | ブランチ形成 / 腋芽メリステム / 幹細胞 / イネ / 光強度 / TAB1遺伝子 / 腋芽形成 / 光シグナル / ブランチ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物のブランチ形成は、植物に内在する機構だけではなく、光シグナルに応答した機構によっても制御されている。ブランチ形成の２つの過程のうち、「腋芽伸長」が光の強度・質に応答して制御されていることが知られている一方で、「腋芽形成」と光シグナルの関係は未解明である。
これまでに、イネの腋芽形成機構の一端を明らかにしてきたが、この研究を実施する中で、腋芽形成が光シグナルに制御されている可能性を見出した。本研究では、植物の光シグナルに応答した腋芽形成機構を明らかにすることを目的として、光シグナルの影響を解析する新規実験系を確立し、野生型や腋芽形成関連突然変異体の表現型を分子レベルで解析する。
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| 研究実績の概要 |
本研究では、モデル単子葉植物イネを材料として、植物の光強度に応答した腋芽形成機構を明らかにすることを目的とすると同時に、腋芽形成に関わる新規因子の同定及び光強度との関係性の解明も目指している。
前年度までに、光強度が与える腋芽形成への影響を解析するための新規実験系の作出を目指し、人工気象器を使って光強度を変えた際のブランチや腋芽の表現型データを何度か収集したが、再現性が取れないという問題が生じていた。その原因として同一の人工気象器内でも詳細に光強度を調べてみると、場所によって光強度が若干異なることが判明していた。そこで本年度は、植物が受ける光強度にバラツキが生じないように、補光や各蛍光灯の光調節などを行い表現型データの再現性を検証した。その結果、光強度が再現良くブランチや腋芽の表現型に影響を与えていることを明らかにした。特に、光強度の強い条件下では、通常の光条件下と比較して、腋芽メリステムの形成が早期に起こることを見出した。この結果から、光強度が腋芽形成時の幹細胞や未分化細胞の確立・維持に影響している可能性が示唆された。次に、分げつ形成や腋芽形成が異常となる既知の突然変異体を用いて、光強度の強い条件下と通常の光条件下の表現型を比較した。その結果、１つの突然変異体が、光強度の強い条件下と通常の光条件下で異なる表現型を示すことを見出した。この結果から、当該突然変異体の原因遺伝子の機能が、光強度に応答して腋芽形成に関与している可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
光強度と腋芽形成との関係性に着目した研究について、前年度は当初の計画通りには進んでいなかったものの、本年度は実験系の作出と光強度に応答する遺伝子候補の同定まで進んだ。さらに、腋芽形成に関わる新規因子の研究については、前年度同定したTAS1遺伝子の機能解析が当初の計画以上に進んでいる。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度同定した光強度に応答する遺伝子候補について、詳しい機能解析を実施する。強い光強度下と通常の光強度下ではなぜ遺伝子候補変異体は異なる表現型を示すのか？について、幹細胞マーカーや既知の腋芽形成関連遺伝子の発現解析などを実施することにより明らかにする。未知因子の関与の可能性が示唆された際には、強い光強度下と通常の光強度下で栽培した遺伝子候補変異体のトランスクリプトーム解析を実施し、その因子を網羅的に探索することも計画している。
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