| 研究課題/領域番号 |
23K21161
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02087 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
神谷 岳洋 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (40579439)
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| 研究分担者 |
山上 睦 公益財団法人環境科学技術研究所, 環境影響研究部, 副主任研究員 (60715499)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2025年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2024年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
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| キーワード | アポプラスト障壁 / neck strip / カスパリー線 / アポプラスト / 維管束 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
植物は根において栄養を選択的に吸収し、全身に張り巡らされている維管束を通して、各組織、器官へ栄養を分配し、利用、貯蔵を行っている。これら一連のプロセスを可能にしているのが、外界との隔壁として機能するアポプラスト障壁である。本研究では、アポプラスト障壁（カスパリー線、neck strip、スベリン層）の形成機構や生理学的な機能を明らかにすることを目的としている。特に、本研究において新たに見出した地上部の新規のアポプラスト障壁、neck strip、の形成の分子機構の解明とその機能について明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本年度はOsSGN3とCsMYB36について解析を進めた。
OsSGN3については、CRISPRのホモ株が致死であることから、ヘテロ系統を維持し、実生段階でホモを選抜したのち、実験に用いた。破壊株を用いた実験により、１）破壊株は地上部の元素濃度に異常があること、２）外皮および内皮のアポプラスト障壁が壊れていること、３）内皮のカスパリー線の形態に異常があることを見出した。以上の結果より、OsSGN3はイネにおいて、内皮だけではなく外皮のアポプラスト障壁の形成に関与していることを明らかにした。
CsMYB36については、地上部、特に果実で発現してることから、果実に着目して解析を進めた。その結果、分泌トライコムのneck cellと呼ばれる細胞にリグニン様の構造があること、この構造はCsMYB36破壊株では観察されないこと、neck cellでは、カスパリー線形成の鍵となる遺伝子であるCsCASP1タンパク質が発現していること、また、その局在はneck cellの側面の細胞膜であること、リグニン様構造がアポプラスト障壁として機能することを見出した。以上の結果より、この構造をneck stripと命名した。CsMYB36破壊株ではブルームが形成されないことが報告されている。これらの結果より、neck stripがアポプラスト障壁として機能することにより、分泌トライコムでのケイ酸濃度が高くなり、シリカ重合が進むものと考えられる。なお、このneck stripが他の植物種にも存在することを明らかにし、植物に普遍的な構造であることを示した。
以上の結果に加え、前年度にデータが揃った低カリウムとカスパリー線形成に関しては論文を執筆し、投稿した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
neck stripという新たな細胞壁構造を見出し、新たな研究の展開があったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
地上部のアポプラスト障壁、特に、neck stripについて研究を展開していく。
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