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車軸藻類クレブソルミディウムを用いた、植物の乾燥ストレス情報伝達経路の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K06354
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45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

堀 孝一  東京工業大学, 生命理工学院, 助教 (70453967)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード乾燥応答 / ストレプト藻類 / クレブソルミディウム / 陸上進出 / AREB / ABI5 / ABI3 / 植物進化 / 藻類 / 車軸藻類
研究開始時の研究の概要

植物が陸上に進出し、乾燥環境を乗り越えて繁栄したことは、地球環境や生命に大きな転換をもたらしたと考えられる。申請者は植物の陸上化要因の解明を目指し、陸上植物に近縁の車軸藻類の一つクレブソルミディウムにおいてアブシシン酸は乾燥応答を誘導しないが、陸上植物と同様にbZIP型転写因子AREBが乾燥・沈水・活性酸素への応答に関与する事を示した。本研究では陸上植物の乾燥応答機構の成り立ちを議論するために、クレブソルミディウムAREB制御因子の同定を目指す。

研究実績の概要

研究代表者は植物が陸上に進出した要因を明らかにするために、陸上植物の側系統群に属するストレプト藻類クレブソルミディウムのゲノム解析に基づき、陸上環境への適応機構の進化過程を明らかにしてきた。その中で陸上植物においてアブシジン酸シグナル伝達経路であり乾燥応答に関与するbZIP型転写因子AREB2がクレブソルミディウムにも存在し、乾燥応答に関与していることを明らかにした。本研究は陸上植物の乾燥およびABAシグナル伝達機構の成立過程を明らかにするために、クレブソルミディウムにおける乾燥情報伝達機構を明らかにすることを目指す
本年度、乾燥条件のトランスクリプトーム情報に当研究室が持つ他の条件におけるトランスクリプトーム情報を含めて再解析を行った結果、乾燥応答遺伝子とオーキシン応答遺伝子の約半数が共通している事を明らかにした。さらにシスエレメント解析を行った結果、オーキシン初期応答遺伝子にもAREBの結合が期待されるシスエレメントであるABREモチーフが有意に濃縮されていることが示された。そこで、過去の研究で明らかにしていたオーキシン初期応答遺伝子のプロモーターに対して、AREBが転写を活性化するか、ベンサミアナタバコを用いたレポーターアッセイによりに解析を行った。その結果、乾燥応答にはAREB2のみが関与するが、オーキシン初期応答遺伝子はAREB1/2の双方によって転写が活性化されることが期待された。したがってAREB2は乾燥応答だけではなく、オーキシン初期応答にも関与し、AREB2は複数の情報伝達機構の集約点として機能している可能性が示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

本年度は所属研究室の移動により、研究環境の大幅な変更があり、研究環境の立ち上げに大きく時間を要した。

今後の研究の推進方策

次年度より別途研究費にて雇用される非常勤職員としての勤務になるため、本研究のエフォートを下げざるを得ないが、研究環境の立ち上げを急ぎ、効率的に本研究の目標達成を目指す。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Phosphatidic acid phosphohydrolase modulates glycerolipid synthesis in Marchantia polymorpha and is crucial for growth under both nutrient-replete and -deficient conditions2023

    • 著者名/発表者名
      Shimojo Misao、Nakamura Masashi、Kitaura Ginga、Ihara Yuta、Shimizu Shinsuke、Hori Koichi、Iwai Masako、Ohta Hiroyuki、Ishizaki Kimitsune、Shimojima Mie
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 258 号: 5 ページ: 92-92

    • DOI

      10.1007/s00425-023-04247-4

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cis-regulatory elements and transcription factors related to auxin signaling in the streptophyte algae Klebsormidium nitens.2023

    • 著者名/発表者名
      Tounosu N., Sesoko K., Hori K., Shimojima M., & Ohta H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1038/s41598-023-36500-x

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 植物の陸上進出と乾燥ストレス応答機構の発達2022

    • 著者名/発表者名
      堀孝一
    • 雑誌名

      光合成研究

      巻: 32 ページ: 170-170

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゼニゴケにおける酸性糖脂質GlcADGの合成制御機構の解析2024

    • 著者名/発表者名
      木下泰辰、関根伸輔、堀孝一、太田啓之、下嶋美恵
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] クレブソルミディウムのオーキシン応答と乾燥ストレス応答 -陸上植物との共通と相違-2023

    • 著者名/発表者名
      堀 孝一,唐司 典明,瀬底 かなみ,三木 健,下嶋 美恵,太田 啓之
    • 学会等名
      日本植物生理学第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ストレプト藻類 クレブソルミディウム の 陸上植物型 細胞膜 H+-ATPase活性制御機構2023

    • 著者名/発表者名
      高橋 宏二、堀 孝一、太田 啓之、木下 俊則
    • 学会等名
      日本植物生理学第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるオリゴガラクト脂質合成能と機能の解析2023

    • 著者名/発表者名
      清水信介, 堀孝一, 石崎公庸, 太田啓之, 下嶋美恵
    • 学会等名
      第35回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] シス調節配列解析にもとづくストレプト藻類 Klebsormidium nitens におけるオーキシン誘導性遺伝子発現に関わる転写因子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      唐司典明,瀬底かなみ,堀孝一,下嶋美恵,太田啓之
    • 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] ストレプト藻類 Klebsormidium nitens の乾燥応答におけるABI3 様転写制御因子の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      三木健,堀孝一,唐司典明,下嶋美恵,太田啓之
    • 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] 植物の陸上進出と乾燥ストレス応答機構の発達2022

    • 著者名/発表者名
      堀孝一
    • 学会等名
      第12回日本光合成学会年会およびシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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