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環境要因が根端成長に及ぼす影響の数理モデル解析

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 23119505
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
研究機関東京学芸大学

研究代表者

岩元 明敏  東京学芸大学, 教育学部, 助教 (60434388)

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
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
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: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード成長解析 / 数理モデル解析 / 根端成長 / シロイヌナズナ / 核内倍加 / ホウ素 / 数理モデル / カルシウムイオン
研究実績の概要

平成24年度は、(1)解析手法を改善し、さらにこの改善した解析手法を用いて、(2)環境応答に関与すると考えられる遺伝子群の変異体の解析、および(3)リン酸、ホウ素が根端成長に与える影響の解析を行った。各項目の具体的な実績については以下の通りである。
(1)については、数理モデル解析に必要な根端伸長速度測定のためのコンピュータプログラムの開発およびそれを用いた解析の確立を行い、論文として発表した(Iwamoto et al., 2013)。
(2)については、主に核内倍加に関与する遺伝子の変異体について解析を進めた。まず、APC/Cを活性化する因子の変異体ccs52a1-1の解析を行い、成長への影響を確認した(梅田正明博士との領域内共同研究)。その結果、ccs52a1-1は野生型と比べて体積増大のピークに遅れが見られるが、細胞増殖にはほとんど影響が見られないことが分かった。このことは、ccs52a1-1で核内倍加が遅れることは細胞増殖の終了とは直接関係していないことを示している。また、核内倍加を制御する新規転写因子の変異体gtl1-1 df1-1(杉本慶子博士との領域内共同研究)の解析も行い、ccs52a1-1と同様に体積増大のピークに遅れが見られるものの、細胞増殖には影響がないことを明らかにした。これは葉のトライコームの研究から明らかになった機能とは一致せず、根端においては別の役割を持つ転写因子として働いていることが示唆された。
(3)については、リン酸は濃度が下がるほど成長が低下するが、ホウ素はある程度濃度が下がるまでは通常濃度と同じ程度の成長をすることを明らかにした。また、ホウ素が大きく不足すると体積増大だけではなく、細胞増殖率も低下することが示された。従来の研究からはホウ素は体積増大のみに影響すると考えられるため、現在この低下のメカニズムについて詳細に検討中である。

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

    (11件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Kinematic study of root elongation in Arabidopsis thaliana with a novel image-analysis program2013

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Iwamoto, Eri Kondo, Hirotomo Fujihashi, Munetaka Sugiyama
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 126 号: 1 ページ: 187-192

    • DOI

      10.1007/s10265-012-0523-5

    • NAID

      10031145628

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Variation in shoot organization of Cynodon dactylon: is it the grass with an opposite phyllotaxy?2013

    • 著者名/発表者名
      Akitoshi Iwamoto
    • 雑誌名

      Plant Morphology

      巻: 25

    • NAID

      130004691664

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 顕微鏡画像を用いた根端成長の数理モデル解析2013

    • 著者名/発表者名
      岩元 明敏
    • 雑誌名

      Plant Morphology

      巻: 25

    • NAID

      130004691677

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 顕微鏡画像を用いた根端成長の数理モデル解析2012

    • 著者名/発表者名
      岩元 明敏
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学 姫路
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca2+透過性機械受容チャネル候補遺伝子MCA1とMCA2がシロイヌナズナの根端成長に及ぼす影響の数理モデル解析2012

    • 著者名/発表者名
      豊田 理沙
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学 姫路
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Kinematic analysis of root growth in Arabidopsis thaliana incorporating a simple mathematical model2012

    • 著者名/発表者名
      岩元明敏, 近藤衣里, 杉山宗隆
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Ca^<2+>透過性機械受容チャネル候補遺伝子MCA1とMCA2がシロイヌナズナの根端成長に及ぼす影響の細胞動力学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      豊田理沙、飯田秀利、岩元明敏
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 染色体倍加がシロイヌナズナ根端成長に及ぼす影響の解析2011

    • 著者名/発表者名
      岩元明敏, 近藤衣里, 杉山宗隆
    • 学会等名
      染色体学会第62回年会
    • 発表場所
      神奈川大学(神奈川県)
    • 年月日
      2011-11-12
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム倍数化がシロイヌナズナの根端成長および染色体動態に及ぼす影響の解析2011

    • 著者名/発表者名
      近藤衣里、先崎一央、杉山宗隆、岩元明敏
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] MCA1とMCA2を介したCa^<2+>取り込みがシロイヌナズナ根端成長に与える影響の細胞動力学的解析2011

    • 著者名/発表者名
      豊田理沙、飯田秀利、岩元明敏
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://gakugeidaigaku.com/tokyo/kakenhi/seika

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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