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環境変動に伴う植物のゲノム変化とストレス応答

公募研究

研究領域大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
研究課題/領域番号 23119501
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
研究機関北海道大学

研究代表者

伊藤 秀臣  北海道大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (70582295)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2011年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード環境ストレス / トランスポゾン / エピジェネティック / シロイヌナズナ
研究実績の概要

地球の温暖化など地球環境の破壊が問題となっている昨今、環境ストレスと生物の関係はどうなっているのか?そのような課題から環境の変化がもたらす影響について研究を行った。その結果、環境の変化が植物の進化に積極的な影響力を持つことをはじめて実証した。環境ストレスである高温ストレスを植物に与えると転移因子(トランスポゾン)が活性化し、その子孫でトランスポゾンの挿入によるゲノム構造の変化が起ることを見つけた。このことはゲノム構造の変化によって引き起こされる様々な変異の中から環境ストレスに対する耐性を獲得した植物が誕生する可能性を示唆している。本研究は環境ストレスが植物に与える影響について「ゲノム構造の変化と環境適応」という側面からアプローチし、ストレス条件下で活性化するトランスポゾンとそれを制御する宿主側の遺伝子の解析を行うことにより大地・大気環境の変動に対処するために植物がもつ巧妙な生存戦略について理解し、最終的には実際にストレスにより活性化するトランスポゾンを用い植物のゲノム構造を変化させ環境適応能力を獲得した個体を作り上げることを目的とした。研究成果として、熱ストレスによりトランスポゾンの転移が引き起こされた集団からABAストレス耐性個体を同定し、その原因となる挿入先を次世代シークエンサーを用いたゲノム解析により明らかにした。マイクロアレイの解析結果から、ABAストレスで活性化するいくつかのトランスポゾンを同定した。トランスポゾン挿入領域のエピジェネティックな修飾の変化を解析するため、ヒストンH3K9やH3K4の抗体を用いた免疫沈降実験を行った。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Evolution of the ONSEN retrotransposon family activated upon heat stress in Brassicaceae.2013

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 518 号: 2 ページ: 256-261

    • DOI

      10.1016/j.gene.2013.01.034

    • NAID

      120005208894

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The effects of heat induction and the siRNA biogenesis pathway on the transgenerational2012

    • 著者名/発表者名
      Matsunaga W, Kobayashi A, Kato A, Ito H
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 53 号: 5 ページ: 824-833

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr179

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] siRNAを介したトランスポゾンサイレンシングとゲノム進化2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡市)
    • 年月日
      2012-12-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境ストレスとゲノム進化~高温ストレス活性型トランスポゾンと宿主の攻防~2012

    • 著者名/発表者名
      伊藤 秀臣
    • 学会等名
      第44回種生物学シンポジウム
    • 発表場所
      奥琵琶湖マキノパークホテル&セミナーハウス(マキノ町)
    • 年月日
      2012-12-09
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hidetaka Ito2012

    • 著者名/発表者名
      A small RNA regulates a heat-activated transposon
    • 学会等名
      Frontiers in Plant RNA Research
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2012-10-07
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナ熱活性型レトロトランスポゾンの転移制御2012

    • 著者名/発表者名
      松永 航、増田 ゆかり、加藤 敦之、伊藤 秀臣
    • 学会等名
      日本遺伝学会第84回大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2012-09-26
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Genomic impact of a stress-induced retrotransposon2012

    • 著者名/発表者名
      Hidetaka Ito
    • 学会等名
      63rd FUJIHARA SEMINAR
    • 発表場所
      芝蘭会館(京都市)
    • 年月日
      2012-08-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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