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植物の短期・長期高温ストレス適応機構の解明

公募研究

研究領域温度を基軸とした生命現象の統合的理解
研究課題/領域番号 18H04702
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
研究機関東京農業大学

研究代表者

太治 輝昭  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (60360583)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワード高温耐性 / 熱形態形成 / Micro-Tom / シロイヌナズナ / accession / 多様性 / 環境ストレス応答 / ナチュラルバリエーション
研究実績の概要

植物は個体レベルでの高温応答として、茎や葉柄における伸長、葉が巻き上がる下偏生長といった「熱形態形成(Thermomorphogenesis)」を誘導し、換気を促すことが知られている。熱形態形成については、転写因子PIF4により、YUC8をはじめとするオーキシン合成遺伝子群が転写誘導され、オーキシンにより伸長を促す。しかしながら、PIF4以下の熱形態形成シグナル伝達経路に高温ストレス応答シグナリングがどのようにアクセスするのかは不明である。本年度はこれまでの成果により見出した遺伝子の作物に対する有用性を検証することを目的に、モデル作物の極矮性トマト(Solanum lycopersicum L. cv Micro-Tom)に遺伝子導入し、通常生育条件および高温ストレス下における生育や実りへの影響を検証した。得られた形質転換体を短期的な高温ストレス(47 oC 60 min)曝し、その後の実りへの影響を評価したところ、当該遺伝子が短期高温ストレスに対して耐性を向上させ、ストレス後の収量向上にも寄与することが示唆された。一方、興味深いことに過剰発現体は通常生育条件下において、野生型と比較して茎葉の伸長、葉の巻き上がり(下偏生長)を示した。これらは熱形態形成として知られる表現型であることから、熱形態形成遺伝子PIF4およびその下流因子であるオーキシン合成遺伝子群の発現解析を行った。その結果、いずれの遺伝子も野生型と比較して過剰発現体での発現量が高い傾向を示すことが明らかとなった。そこでシロイヌナズナ過剰発現体においても同様に熱形態形成を示すか調べたところ、胚軸の伸長、葉柄の身長、葉の下偏生長といった熱形態形成を示すことが明らかとなった。以上の結果から、当該遺伝子は植物の熱形態形成制御に関わることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] BLADE-ON-PETIOLE genes temporally and developmentally regulate the sheath to blade ratio of rice leaves2019

    • 著者名/発表者名
      Taiyo Toriba, Hiroki Tokunaga, Toshihide Shiga, Fanyu Nie, Satoshi Naramoto, Eriko Honda, Keisuke Tanaka, Teruaki Taji, Jun-Ichi Itoh, Junko Kyozuka
    • 雑誌名

      Nature communications

      巻: 10 号: 1 ページ: 619-619

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08479-5

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] SnRK2 protein kinases represent an ancient system in plants for adaptation to a terrestrial environment2019

    • 著者名/発表者名
      Shinozawa Akihisa、Otake Ryoko、Takezawa Daisuke、Umezawa Taishi、Komatsu Kenji、Tanaka Keisuke、Amagai Anna、Ishikawa Shinnosuke、Hara Yurie、Kamisugi Yasuko、Cuming Andrew C.、Hori Koichi、Ohta Hiroyuki、Takahashi Fuminori、Shinozaki Kazuo、Hayashi Takahisa、Taji Teruaki、Sakata Yoichi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 2 号: 1 ページ: 30-30

    • DOI

      10.1038/s42003-019-0281-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Heat shock factors A1 mediate thermomorphogenesis and stomatal movement to accelerate heat avoidance2020

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Saito, Ken Hoshikawa, Miki Fujita, Kazuho Isono, Keisuke Tanaka, Hirotaka Ariga, Hiroshi Ezura, Kazuo Shinozaki, Yoichi Sakata, and Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Contribution of ROS scavenging system in short-term or long-term heat stress of Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Ono, Kotaro Nakamura, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting variations in heat tolerance among Arabidopsis thaliana accessions grown on soil2020

    • 著者名/発表者名
      Kiyohito Sato, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Isolation and genetic analyses of long-term heat-stress sensitive mutants of Arabidopsis thaliana2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Tsukimoto, Kazuho Isono, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of natural variation in salt tolerance among Arabidopsis thaliana accessions2019

    • 著者名/発表者名
      Yu Ito, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Isolation and characterization of acquired osmotolerance defective (aod) mutants from A. thaliana Bu-52019

    • 著者名/発表者名
      Takashi Koyama, Ryohei Yoshihara, Shigeki Nozawa, Yoshihiro Hase, Issay Narumi, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the genetic mechanism in heat tolerance of Bs-2, a heat tolerant A. thaliana accession2019

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Ono, Kotaro Nakamura, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Genetic analysis of acquired osmotolerance in Arabidopsis thaliana using acquired tolerant mutants2019

    • 著者名/発表者名
      Masashi Tamura, Satoru Kunitake, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] CoHT is involved in variation of heat tolerance via regulation of pre-mRNA splicing among A. thaliana accessions2019

    • 著者名/発表者名
      Kazuho Isono, Keisuke Tanaka, Takashi Tsuchimatsu, Kosuke Hanada, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of heat tolerance to short- or long-term stress of HsfA1 overexpressing tomato plants2019

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Sito, Hirotaka Ariga, Ken Hoshikawa, Hiroshi Ezura, Keisuke Tanaka, Izumi Yotsui, Yoichi Sakata, Teruaki Taji
    • 学会等名
      日本植物生理学会(名古屋)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Dissecting the genetic control of natural variation in acquired osmotolerance among Arabidopsis thaliana accessions2019

    • 著者名/発表者名
      Teruaki Taji
    • 学会等名
      Japan-Taiwan Plant Biology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 転写因子HsfA1 は高温ストレス化におけるトマトの実りを向上させる2018

    • 著者名/発表者名
      齋藤雄一、有賀裕剛、星川健、江面治、田中啓介、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ塩馴化後浸透圧耐性獲得変異株の生理学的・遺伝学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      田村将士、國武悟、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ高温耐性accession Bs-2 を用いた遺伝学的・生理学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      小野雅晃、中村浩太郎、四井いずみ、坂田洋一、太治輝昭
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会(金沢)大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 東京農業大学 教員・研究情報

    • URL

      http://dbs.nodai.ac.jp/html/222_ja.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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