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植物の微弱光環境適応機構の分子基盤解明と進化過程の推定

研究課題

研究課題/領域番号 23K26947
補助金の研究課題番号 23H02254 (2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2023)
応募区分一般
審査区分 小区分40010:森林科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

後藤 栄治  九州大学, 農学研究院, 教授 (90614256)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2025年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2023年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード柵状組織細胞 / 光応答 / 葉緑体光定位運動 / 微弱光環境
研究開始時の研究の概要

森林の生物多様性の維持とその機能を最大化させる保全対策を確立するうえで、下層植生の生存戦略を理解することは非常に重要である。申請者らは、林床に生育する250種以上の植物について、柵状組織細胞の形状および葉緑体の細胞内配置を調べ、細胞形状が光環境に適応していることを発見した。すなわち、直射日光の届かない林床(微弱光環境)に生育する植物種の多くは、光を効率よく吸収できる逆円錐形の細胞形状を示すことを明らかにした。そこで本研究では、現在不明である柵状組織細胞の逆円錐化を司る因子を同定し、さらに、柵状組織細胞の逆円錐化という形質が植物の進化過程においてどのように選択されてきたのかを解明する。

研究実績の概要

森林の生物多様性の維持とその機能を最大化させる保全対策を確立するうえで、下層植生の生存戦略を理解することは非常に重要である。申請者らは、林床に生育する250種以上の植物について、柵状組織細胞の形状および葉緑体の細胞内配置を調べ、細胞形状が光環境に適応していることを発見した。すなわち、直射日光の届かない林床(微弱光環境)に生育する植物種の多くは、光を効率よく吸収できる逆円錐形の細胞形状を示すことを明らかにした。そこで本研究では、現在不明である柵状組織細胞の逆円錐化を司る因子を同定し、さらに、柵状組織細胞の逆円錐化という形質が植物の進化過程においてどのように選択されてきたのかを解明する。
これまでに、細胞形状変化を司る上流の因子を同定することに成功した。また、遺伝子発現制御を介して細胞形状が制御されることが示唆されたため、今後は下流因子の探索を行う。

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

これまでに、細胞形状変化を司る上流の因子を同定することに成功した。また、遺伝子発現制御を介して細胞の形状が制御されることを示唆するデータを得たため。

今後の研究の推進方策

同定した上流因子の欠損株と野生株をもちいて、柵状組織細胞にて特異的に発現レベルが異なる遺伝子を単離する。その後、単離した遺伝子の欠損株を作出し、変異株の柵状組織細胞の形状を調べ、細胞形状変化に関与する因子を同定する。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 環境に生育する植物の光獲得戦略2024

    • 著者名/発表者名
      後藤栄治
    • 学会等名
      第 26 回植物オルガネラワークショップ
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光合成依存の葉緑体運動における微小管の形態2023

    • 著者名/発表者名
      野下友里,西浜竜一,後藤栄治
    • 学会等名
      日本植物学会 第87回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] 木本植物の被食防衛2023

    • 著者名/発表者名
      小池孝良、塩尻かおり、中村誠宏、鎌田直人(編)
    • 総ページ数
      280
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 九州大学の研究者情報

    • URL

      https://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K004658/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-18   更新日: 2024-12-25  

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