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植物免疫とF1壊死の多様性構築の基礎となるR遺伝子への新規変異導入現象の解析

公募研究

研究領域ゲノム・遺伝子相関:新しい遺伝学分野の創成
研究課題/領域番号 24113513
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

打田 直行  名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 准教授 (40467692)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2013年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
キーワードR遺伝子 / ゲノム / 進化
研究概要

植物のRタンパク質群は病原因子由来の物質を認識して免疫反応を引き起こすが、各々のRタンパク質は特異的な因子しか認識せず、ゲノムに有限個のR遺伝子しか存在しないので、新たな病原因子には新たなR遺伝子が生まれない限り対応できない。しかし、R遺伝子の多様化メカニズムの知見は少ない。また、種内外の異系統間のF1個体で親の組み合わせにより起こる壊死現象にR遺伝子が関わるケースが存在し、R遺伝子の変化はF1交雑の適合・不適合の変化にも関わる。本研究では、R遺伝子の多様化現象に実験科学的に迫るユニークな系を発見したことを受け、上記の現象について実験科学的な知見を得ることを目指している。
uni-1D変異体は、UNI遺伝子に変異が高頻度に誘発されるユニークな変異体である。これまではUNI遺伝子に焦点を絞った解析を行って来たが、今年度はこの事象に関してゲノム全体を対象にした解析を進めた。単一のuni-1D変異体を起源とする野生型とuni-1D変異体に関して、独立した系譜として5世代経た複数ラインを確立し、それらに生じる新生SNPを解析するためのゲノムデータは次世代シークエンサーを用いて解析した。その結果、まず野生型においては、過去の研究からの示唆に沿うように、ゲノムに生じる変異の大部分は紫外線(本実験条件では蛍光灯由来の微弱紫外線と想定される)によって生じるタイプの塩基置換が大半を占めていた。それに対して、uni-1D変異体では、紫外線によらないタイプの塩基置換の占める割合が極めて高く上昇していた。すなわち、uni-1D変異体では、通常時とは異なる変異導入の仕組みが発動しており、これがR遺伝子の早い変化の原動力である可能性が考えられ、この結果は今後の解析の重要な足がかりとなると期待できる。

現在までの達成度 (区分)
理由

25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

25年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (15件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Identification of EMS-induced Causal Mutations in Arabidopsis thaliana by Next-Generation Sequencing2014

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Sakamoto T, Tasaka M, Kurata T
    • 雑誌名

      Methods Mol. Biol.

      巻: 1062 ページ: 259-270

    • DOI

      10.1007/978-1-62703-580-4_14

    • ISBN
      9781627035798, 9781627035804
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Regulation of plant vascular stem cells by endodermis-derived EPFL-family peptide hormones and phloem-expressed ERECTA-family receptor kinases2013

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Tasaka M
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot.

      巻: 64 号: 17 ページ: 5335-5343

    • DOI

      10.1093/jxb/ert196

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物が茎を伸ばす仕組みで働くスイッチの発見 ~植物の背丈を人為的に操る技術につながるか?~2013

    • 著者名/発表者名
      打田 直行
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 51 ページ: 588-589

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] 花序の形態の制御で働くEPFL型ペプチドホルモンとその受容体2013

    • 著者名/発表者名
      打田 直行
    • 雑誌名

      植物の生長調節

      巻: 48 ページ: 67-72

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] ERECTA-family receptor kinases regulate stem cell homeostasis via buffering its cytokinin responsiveness in the shoot apical meristem2013

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Shimada M, Tasaka M
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol.

      巻: 54 号: 3 ページ: 343-351

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs109

    • NAID

      10031163830

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of inflorescence architecture by intertissue layer ligand-receptor communication between endodermis and phloem.2013

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Kakimoto T, 他
    • 雑誌名

      Proc Natl Acad Sci U S A.

      巻: 109 号: 16 ページ: 6337-6342

    • DOI

      10.1073/pnas.1117537109

    • NAID

      120005716671

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biological role of the two overlapping poly(A)-binding protein interacting motifs 2 (PAM2) of eukaryotic releasing factor eRF3 in mRNA decay.2012

    • 著者名/発表者名
      Osawa M, Hosoda N, Nakanishi T, Uchida N, Kimura T, Imai S, Machiyama A, Katada T, Hoshino S, Shimada I.
    • 雑誌名

      RNA

      巻: 18 号: 11 ページ: 1957-1967

    • DOI

      10.1261/rna.035311.112

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modulation of the balance between stem cell proliferation and consumption by ERECTA-family genes.2012

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Shimada M, Tasaka M.
    • 雑誌名

      Plant Signal. Behav.

      巻: 7 号: 11 ページ: 1506-1508

    • DOI

      10.4161/psb.22080

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 植物の背丈をコントロールするスイッチの発見

    • 著者名/発表者名
      打田 直行
    • 学会等名
      豊秋奨学会平成25年度国際学生交流会・同窓会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanisms for diversification of R genes revealed by analysis of uni-1D mutant

    • 著者名/発表者名
      打田直行, 小川与比古, 森明子, 猪狩和成, 森田(寺尾)美代, 田坂昌生
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of inflorescence stem growth by the pair of peptide hormones EPFL4/6 and their receptor ERECTA

    • 著者名/発表者名
      野中菜乃美、池松朱夏、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of vascular development of Arabidopsis hycopotyls by ERECTA-family receptor kinases during secondary growth

    • 著者名/発表者名
      池松朱夏、野田口理孝、東山哲也、鳥居啓子、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of signaling crosstalks for vascular growth in Arabidopsis hypocotyls.

    • 著者名/発表者名
      松原健太、池松朱夏、平川有宇樹、東山哲也、鳥居啓子、田坂昌生
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Novel mechanism for stem cell maintenance suggested by analysis of ERECTA-family receptor kinase genes

    • 著者名/発表者名
      木村友香、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Functional analysis of a Marchantia CLE gene

    • 著者名/発表者名
      平川有宇樹、田畑亮、本田紘章、打田直行、河内孝之、澤進一郎、John Bowman
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第55回大会
    • 発表場所
      富山
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] A novel model system to study the rapid diversification of R genes.

    • 著者名/発表者名
      Uchida N, Lee JS, Torii KU, Tasaka M
    • 学会等名
      GENETIC STABILITY & CHANGE: Genome maintenance mechanisms in plants
    • 発表場所
      Roscoff, France
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of inflorescence architecture by intertissue layer ligand-receptor communication between endodermis and phloem.

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      Plant Vascular Development 2012
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of inflorescence architecture by novel peptide hormones via communication between endodermis and phloem

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      The 23rd International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      Vienna, Austria
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of plant vascular stem cells by ERECTA-family receptor kinases

    • 著者名/発表者名
      Uchida N
    • 学会等名
      The 1st European Workshop on Peptide Signalling in Plants
    • 発表場所
      Oslo, Norway
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of plant vascular stem cells by ERECTA-family receptor kinases

    • 著者名/発表者名
      打田直行, 田坂昌生
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第54回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of stem cell homeostasis by ERECTA-family receptor kinases.

    • 著者名/発表者名
      木村友香、島田昌典、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第54回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Novel ligand-receptor pair for leaf tooth formation

    • 著者名/発表者名
      岡本智史、相田 光宏、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第54回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of hypocotyl vasculatures by ERECTA-family receptor kinases during secondary growth.

    • 著者名/発表者名
      池松朱夏、田坂昌生、打田直行
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会第54回大会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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