| 研究課題/領域番号 |
23K27188
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| 補助金の研究課題番号 |
23H02495 (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 (2023) |
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
壽崎 拓哉 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40575825)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 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 |
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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 根粒共生 / 窒素応答 / ミヤコグサ / ペプチドシグナル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
これまでの植物の窒素応答研究は、硝酸を主とした外部窒素栄養に対する応答解析が中心である。その一方で、体内の窒素栄養状態の変化に対する植物の応答の仕組みはほとんど分かっていない。マメ科植物ミヤコグサは根粒共生時では外部窒素栄養の影響を完全に取り除いた状態でも生育することができる。本研究はこの特性を利用し、植物体内の窒素栄養状態に応じた情報伝達の仕組みを新規ペプチド因子の機能解明によって理解することを目的とする。
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| 研究実績の概要 |
マメ科植物は、窒素固定細菌である根粒菌との共生を介し、生育に必須な栄養素である窒素を効率的に獲得する仕組み（根粒共生）を持っている。植物の根に形成される共生器官が根粒であり、根粒菌はその中にいて、空気中の窒素をアンモニアへと変換する窒素固定を行う。窒素固定反応を触媒する酵素が働くためには鉄が必要であるが、どこから、どのように鉄が根粒へと運ばれて窒素固定のために使われるのか、その仕組みはほとんど解明されていなかった。今年度は研究代表者の研究グループにおいて継続して進めていた研究プロジェクトとして、マメ科のモデル植物ミヤコグサを用い、根粒共生過程における体内の窒素状態に応じた遺伝子発現解析を行った。その結果、50個程度のアミノ酸によって構成されるIRON MAN (IMA)ペプチドの同定に成功した。IMAペプチドは根粒菌の感染によって全身的（地上部と根）に機能し、根粒に鉄を集める働きを持つことが分かった。さらに、根粒共生を行わない植物であるシロイヌナズナにおけるIMAペプチドの機能を解析した結果、ミヤコグサとシロイヌナズナのいずれにも、IMAペプチドが植物体内の窒素量の増加に応じて鉄を得ることで窒素恒常性を維持し、植物の成長を制御する仕組みが存在することを発見した。これらの成果をまとめ、論文発表を行った。これまで、土壌中の窒素栄養に応じた根粒共生の制御の仕組みを明らかにしてきたが、本研究により窒素栄養に応じた鉄獲得のメカニズムが明らかになったことで、植物の環境適応の仕組みに関する理解がさらに深まった。本研究成果は、植物の微生物共生や栄養利用の能力を最大限に引き出し、持続可能な社会に貢献する技術開発につながることが期待される。
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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
研究計画の中心に据えているペプチド因子の研究に関して最初の論文発表を行うほど研究が進展したため。
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| 今後の研究の推進方策 |
IMAペプチドの上流と下流の分子機構について明らかにする。また、新たなペプチド因子を同定する。
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