カスパリー線形成機構の解明とアポプラスト輸送の理解

• 研究課題/領域番号: 26712008
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京大学
• 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)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
• キーワード: カスパリー線 / スベリン / イオノーム / アポプラスト / 転写因子

研究成果の概要

植物は土壌に根を伸ばして生育に必要な栄養や水を吸収する一方で、不必要な物質は取り込まないようにしている。その機能をはたしているのが、根に存在する内皮細胞に存在するカスパリー線とスベリンであるが、その形成や具体的な機能についてわかっていることは少なかった。本研究では、カスパリー線に異常があるシロイヌナズナ変異株の解析を通して、カスパリー線形成の分子機構の一端を明らかにした。また、その解析の過程で、同じく障壁として機能するスベリンが、カスパリー線が障壁として機能できない部位（側根発生部位）でアポプラスト障壁として機能することを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] ローザンヌ大学(スイス)
• [国際共同研究] アバディーン大学(英国)
• [国際共同研究] ローザンヌ大学(スイス)
• [国際共同研究] アバディーン大学(英国)
• [雑誌論文] Role of LOTR1 in nutrient transport through organization of spatial distribution of root endodermal barriers. (2017)
  • 著者名/発表者名: *Li, B., *Kamiya, T. , Kalmbach, L., Yamagami, M., Yamaguchi, K., Shuji, S., Sawa, S., Danku, J.M.C, Salt, D.E., Geldner, N., and Fujiwara, T
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 27 号: 5 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.cub.2017.01.030
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 根における栄養吸収と拡散障壁の形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 雑誌名: 植物科学の最前線 (BSJ-Review) 巻: 7 ページ: 210-219
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Arabidopsis Mg transporter, MRS2-4, is essential for Mg homeostasis under both low and high Mg conditions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Oda, K., Kamiya, T., Shikanai, Y., Shigenobu, S., Yamaguchi, K., Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 印刷中 号: 4 ページ: 754-763
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv196
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Large-scale profiling of brown rice ionome in an ethyl methanesulphonate-mutagenized hitomebore population and identification of high- and low-cadmium lines. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiro Tanaka, Sho Nishida, Takehiro Kamiya and Toru Fujiwara
  • 雑誌名: Plant and Soil 巻: in press 号: 1-2 ページ: 109-117
  • DOI: 10.1007/s11104-016-2812-6
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differential role of PIN1 and PIN2 in root meristem maintenance under low-B conditions in Arabidopsis thaliana. (2015)
  • 著者名/発表者名: Li, K., Kamiya, T., Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 56 号: 6 ページ: 1205-1214
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv047
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An Arabidopsis thaliana copper-sensitive mutant suggests a role of phytosulfokine in ethylene production (2015)
  • 著者名/発表者名: Tao Wu, Takehiro Kamiya, Hiroko Yumoto, Naoyuki Sotta, Yamaguchi Katsushi, Shuji Shigenobu, Yoshikatsu Matsubayashi and Toru Fujiwara
  • 雑誌名: Journal of experimental botany 巻: 66 号: 13 ページ: 3657-3667
  • DOI: 10.1093/jxb/erv105
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The MYB36 transcription factor orchestrates Casparian strip formation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamiya, T., Borghi, M., Wang, P., Danku, J. M., Kalmbach, L., Hosmani, PS., Naseer, S., Fujiwara, T., Geldner, N., Salt, DE.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 112 号: 33 ページ: 10533-10538
  • DOI: 10.1073/pnas.1507691112
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arabidopsis thaliana PRL1 is involved in low calcium tolerance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shikanai, Y., Yamagami, M., Shigenobu, S., Yamaguchi, K., Kamiya, T., Fujiwara, T.
  • 雑誌名: Soil Sci. Plant Nutr. 巻: 61 号: 6 ページ: 951-956
  • DOI: 10.1080/00380768.2015.1086277
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A receptor-like kinase mutant with absent endodermal diffusion barrier displays selective nutrient homeostasis defects. (2014)
  • 著者名/発表者名: Pfister, A., Barberon, M., Alassimone, J., Kalmbach, L., Lee, Y., Vermeer, J. E., Yamazaki, M., Li, G., Maurel, C., Takano, J., Kamiya, T., Salt, D. E., Roppolo, D., and Geldner, D.
  • 雑誌名: eLife 巻: 3 ページ: 1-20
  • DOI: 10.7554/elife.03115
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Apoplastic barrier formation and function in roots (2017)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] カスパリー線の機能と形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 学会等名: 第61回リグニン討論会
  • 発表場所: 京都大学宇治キャンパス（京都府宇治市）
  • 年月日: 2016-10-28
  • 招待講演
• [学会発表] カスパリー線とスベリン：内皮細胞における拡散障壁 (2016)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 学会等名: 第45回根研究集会
  • 発表場所: 岡山大学資源植物科学研究所（岡山県倉敷市）
  • 年月日: 2016-09-30
  • 招待講演
• [学会発表] 第57回植物生理学会 (2016)
  • 著者名/発表者名: Baohai Li, Takehiro Kamiya, Lothar Kalmbach, Mutsumi Yamagami, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Shinichiro Sawa, John M. C. Danku, David E. Salt, Niko Geldner, Toru Fujiwara
  • 学会等名: The analysis of low Ca sensitive mutant reveals coordinated formation of apoplastic barriers by Casparian strip and suberin.
  • 発表場所: 岩手大学（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] カスパリー線形成を制御する転写因子の同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋、 John M. Danku、Monica Borghi、Sadaf Naseer、Niko Geldner、藤原徹、David E. Salt
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2015年度京都大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 年月日: 2015-09-09
• [学会発表] カスパリー線の機能と形成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋、 John M. Danku、Monica Borghi、Sadaf Naseer、Niko Geldner、藤原徹、David E. Salt
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] カスパリー線の機能と形成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 学会等名: 第１回植物の栄養研究会
  • 発表場所: 東京大学（東京都文京区）
  • 年月日: 2015-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] カスパリー線形成のマスターレギュレーターの同定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋、 John M. Danku、Monica Borghi、Sadaf Naseer、Niko Geldner、藤原徹、David E. Salt
  • 学会等名: 第10回トランスポーター研究会年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学（東京都港区）
  • 年月日: 2015-06-20
• [学会発表] Identification of the master regulator of Casparian strip formation in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Takehiro Kamiya, John Danku, Monica Borghi, Sadaf Naseer, Niko Geldner, Toru Fujiwara, David Salt
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都世田谷区）
  • 年月日: 2015-03-16
• [学会発表] Molecular mechanisms of Casparian strip development and its effect on mineral transport. (2014)
  • 著者名/発表者名: 神谷岳洋
  • 学会等名: 土壌肥料学会
  • 発表場所: 東京農工大学（東京都小金井市）
  • 年月日: 2014-09-11
• [備考] 土からの栄養吸収に重要な、根の細胞間の隙間をふさぐ仕組みを解明 －植物の栄養輸送の新しい仕組み－
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2016/20170227_1.html
• [備考] 根のバリアを形成するスイッチ
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/utokyo-research/research-news/switch-for-building-barrier-in-roots.html
• [備考] 植物の栄養吸収の要となる構造形成を制御するスイッチを発見
  • URL: http://www.a.u-tokyo.ac.jp/topics/2015/20150701-2.html