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異質倍数体植物の表現型可塑性に着目した水環境適応を担う分子機構の解明

公募研究

研究領域植物の成長可塑性を支える環境認識と記憶の自律分散型統御システム
研究課題/領域番号 16H01463
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関名古屋大学

研究代表者

金岡 雅浩  名古屋大学, 理学研究科, 講師 (10467277)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
10,660千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 2,460千円)
2017年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード気孔 / 環境応答 / 倍数体 / 植物 / 異質倍数体 / 遺伝子発現 / ホメオログ
研究実績の概要

自力で移動できない植物は、環境変動に対しその情報を迅速に全身に伝え応答しなければならない。環境応答と発生とで共通する鍵遺伝子も報告されているが、両者の具体的な結びつきには未解明の点が多い。本研究課題では、広範な水環境で生育する異質倍数体植物Cardamine flexuosaが水環境の変動に応答して気孔の表現型をダイナミックに変化させることに着目し、環境に応じて両親種由来の相同遺伝子(ホメオログ)間で発現パターンが変動する遺伝子を同定し、その機能を解析することで、植物が環境変動をどのように感知し記憶して個体発生へと還元するかを明らかにすることを目標とした。
本年度はいくつかの遺伝子についてその発現などを詳細に調べた。個別遺伝子のRT-PCRによる発現解析では、異なる環境において発現量の変化する遺伝子が複数確認された。また、遺伝子の発現調節には染色体の状態も関わることが知られているので、様々な環境下で植物を育てた際に染色体の状態の変化も調べることにした。個々の遺伝子の発現と染色体の状態との関係は、現在精査中である。
また、野外で生育する植物が刻々と変化する環境に対してどのように応答するかを明らかにするため、アブラナ科多年生植物を個体識別し、2年にわたり発生形質や遺伝子の発現変化を調べた。水分の豊富な環境と少ない環境、また日射量の多い環境と少ない環境で比較した結果、気孔の密度はどの環境下でも年間を通じて多少の変動はあるものの、大きくは変わらないという、頑強性を示した。そして一定の光量を閾値として、それ以下では気孔密度が低く、それ以上の光量では気孔密度が高くなることがわかった。これらの結果は、植物がどのような環境条件下では形質の頑強性を保ち、どのような条件下ではそれを柔軟に変化させるのかを解析するための手がかりとなる。

現在までの達成度 (段落)

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Fujian University(中国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparison of mechanisms of reproductive interference in Taraxacum2019

    • 著者名/発表者名
      Takemori Akane、Naiki Akiyo、Takakura Ko-Ichi、Kanaoka Masahiro M、Nishida Sachiko
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: 20 号: 6 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1093/aob/mcz007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fine-scale ecological and transcriptomic data reveal niche differentiation of an allopolyploid from diploid parents in Cardamine2019

    • 著者名/発表者名
      Akiyama Reiko、Sun Jianqiang、Hatakeyama Masaomi、Lischer Heidi E.L.、Briskine Roman V.、Hay Angela、Gan Xiangchao、Tsiantis Miltos、Kudoh Hiroshi、Kanaoka Masahiro M.、Sese Jun、Shimizu Kentaro K.、Shimizu-Inatsugi Rie
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 600783 ページ: 600783-600783

    • DOI

      10.1101/600783

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] ANTH domain-containing proteins are required for the pollen tube plasma membrane integrity via recycling ANXUR kinases2018

    • 著者名/発表者名
      Muro Keita、Matsuura-Tokita Kumi、Tsukamoto Ryoko、Kanaoka Masahiro M.、Ebine Kazuo、Higashiyama Tetsuya、Nakano Akihiko、Ueda Takashi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 1 号: 1 ページ: 152-152

    • DOI

      10.1038/s42003-018-0158-8

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exocytosis-coordinated mechanisms for tip growth underlie pollen tube growth guidance2017

    • 著者名/発表者名
      Luo Nan、Yan An、Liu Gang、Guo Jingzhe、Rong Duoyan、Kanaoka Masahiro M.、Xiao Zhen、Xu Guanshui、Higashiyama Tetsuya、Cui Xinping、Yang Zhenbiao
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01452-0

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cell?cell communications and molecular mechanisms in plant sexual reproduction2017

    • 著者名/発表者名
      Kanaoka Masahiro M.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 131 号: 1 ページ: 37-47

    • DOI

      10.1007/s10265-017-0997-2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental sensing and morphological plasticity in plants2017

    • 著者名/発表者名
      Mizutani Miya, Kanaoka Masahiro M.
    • 雑誌名

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      巻: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2017.10.029

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 植物のオスとメスはどのようにしてお互いを認識するのか?2018

    • 著者名/発表者名
      金岡 雅浩
    • 学会等名
      第6回生態進化発生コロキウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 種選択的な花粉管ガイダンスに関わる誘引物質LUREsの機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      金岡 雅浩、神谷 直、塚本 涼子、東山 哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 異質倍数体植物にみる環境に応答した表現型と遺伝子発現の可塑性2017

    • 著者名/発表者名
      金岡 雅浩、青木 優里、水谷 未耶、秋山 礼子、清水 健太郎、清水(稲継) 理恵
    • 学会等名
      遺伝学会第89回大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生殖分子情報学研究室

    • URL

      http://www.higashiyama-lab.com/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-02-22  

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