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

2017 年度 実績報告書

• 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: 15H05955
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木下 俊則 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 教授 (50271101)
• 研究分担者: 松林 嘉克 名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (00313974) ; 福田 裕穂 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (10165293) ; 角谷 徹仁 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (20332174) ; 白須 賢 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (20425630) ; 植田 美那子 名古屋大学, 理学研究科(WPI), 特任講師 (20598726) [辞退] ; 篠崎 和子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (30221295) ; 杉本 慶子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, チームリーダー (30455349) ; 松永 幸大 東京理科大学, 理工学部応用生物科学科, 教授 (40323448) ; 多田 安臣 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (40552740) ; 鈴木 孝征 中部大学, 応用生物学部, 講師 (50535797) ; 望田 啓子 (桑田啓子) 名古屋大学, トランスフォーマティブ生命分子研究所, 特任助教 (70624352)
• 研究期間 (年度): 2015-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: 植物 / 環境応答 / 次世代シークエンサー / 質量分析 / イメージング / in vitroタンパク質合成

研究実績の概要

（１）連携研究の推進：班員間の連携と共同研究の推進を図るため、領域会議や若手の会に加え、計画代表間でインターネット会議等による月１回以上の綿密な情報交換や年１回以上のジョイントラボミーティングを行った。また、領域会議や若手の会の際に、テクニカルセミナーを行い、各班の持つ研究技術を紹介し、領域内での効率的な研究推進、研究班間の共同研究の促進を図った。
（２）研究支援センターの運営：最先端での研究推進には、高度な技術もった専門者による研究機器・研究技術の利用が必須である。本領域では、総括班に研究支援センター（次世代シークエンス部門、質量分析部門、イメージング部門、in vitroタンパク質合成部門）を設置し、その活動を通じて、領域全体の研究を加速させた。
（３）国際連携拠点の設置・若手研究者育成：国際的な研究ネットワーク体制構築を積極的に進めるため、英国John Innes Centre・The Sainsbury Laboratory、米国Stanford Universityに海外共同研究拠点を設け、総括班に配置する国際企画、国際連携コーディネーターを中心として、合同戦略会議の開催や国際共同研究・情報交換、国際シンポジウムを積極的に推進した。また、第３回若手の会を開催し（平成２９年１０月１７日－１９日、ホテルマホロバ・マインズ三浦）、研究発表のみならず、「海外でのPI経験者による講演」などの特別企画も行い、本領域に参加する若手研究者の育成に務めた。
（４）社会・国民への情報発信：研究成果はプレスリリース、領域ホームページや領域の広報活動などを通じ国民に紹介した。また、一般者や中高生向けのアウトリーチを積極的に行い、本領域研究の意義や成果を分かりやすく伝えた。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本新学術領域の大きな目標である領域内連携を促進するため、計画班、公募班ともに積極的に領域内連携を進め、80件以上の連携研究が進行し、一部については国際誌での発表が行われた。また、総括班内に設置した研究支援センターの領域メンバーによる活用も積極的に行われ、これも一部については国際誌での発表が行われる段階に達している。
領域の研究内容の公表もHPやプレスリリースを通じて盛んに行われた。また、研究成果を広く国民に伝えるアウトリーチ活動も積極的に展開し、平成２９年度には３７件のアウトリーチ活動が行われた。

今後の研究の推進方策

今後も本領域総括班活動の大きな柱となっている班員間の連携と共同研究の推進を図るため「連携研究の推進」、高度な技術もった専門者による研究機器・研究技術サポートによる研究推進を図る「研究支援センターの運営」、国際的な研究ネットワーク体制構築、若手研究者育成を積極的に進めるための「国際連携拠点の活用・若手研究者育成」、本領域研究の意義や成果を分かりやすく伝える「社会・国民への情報発信」を積極的に進めていく。

研究成果

• [雑誌論文] Chemical hijacking of auxin signaling with an engineered auxin-TIR1 pair. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchida N, Takahashi K, Iwasaki R, Yamada R, Yoshimura M, Endo TA, Kimura S, Zhang H, Nomoto M, Tada Y, Kinoshita T, Itami K, Hagihara S, Torii KU
  • 雑誌名: Nature Chemical Biology 巻: 14 ページ: 299-305
  • DOI: 10.1038/nchembio.2555
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of shoot branching regulator targeting strigolactone receptor DWARF14. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura M, Sato A, Kuwata K, Inukai Y, Kinoshita T, Itami K, Tsuchiya Y, Hagihara S
  • 雑誌名: ACS Central Science 巻: 4 ページ: 230-234
  • DOI: 10.1021/acscentsci.7b00554
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A NIN-LIKE PROTEIN mediates nitrate-induced control of root nodule symbiosis in Lotus japonicus. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishida, H., Tanaka, S., Handa, Y., Ito, M., Sakamoto, Y., Matsunaga, S., Betsuyaku, S., Miura, K., Soyano, T., Kawaguchi, M., and Suzaki, T.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 9 ページ: 499 (14 pages)
  • DOI: 10.1038/s41467-018-02831-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A Raf-like protein kinase BHP mediates blue light-dependent stomatal opening. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hayashi M, Inoue S, Ueno Y, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 ページ: 45586
  • DOI: 10.1038/srep45586
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Brassinosteroid involvement in Arabidopsis thaliana stomatal opening. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Iwashita N, Takahashi Y, Gotoh E, Okuma E, Hayashi M, Tabata R, Takemiya A, Murata Y, Doi M, Kinoshita T, Shimazaki K.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 巻: 58 ページ: 1048-1058
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx049
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blue light regulation of stomatal opening and the plasma membrane H+-ATPase. (2017)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 174 ページ: 531-538
  • DOI: 10.1104/pp.17.00166
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A peptide hormone required for Casparian strip diffusion-barrier formation in Arabidopsis roots (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakayama,T., Shinohara, H., Tanaka, M., Baba, K., Ohnishi, M. O. and Matsubayashi, Y.
  • 雑誌名: Science 巻: 355 ページ: 284-286
  • DOI: 10.1126/science.aai9057
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Overexpression and cosuppression of xylem-related genes in an early xylem differentiation stage-specific manner by the AtTED4 promoter. (2017)
  • 著者名/発表者名: Endo, S., Iwamoto, K., and Fukuda, H.
  • 雑誌名: Plant Biotech. J. 巻: 16 ページ: 451-458
  • DOI: 10.1111/pbi.12784
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A C-terminal motif contributes to the plasma membrane localization of Arabidopsis STP transporters. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamada K, Osakabe Y, Yamaguchi-Shinozaki K
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 12 ページ: e0186326
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0186326
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different cold-signaling pathways function in the responses to rapid and gradual decreases in temperature. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kidokoro S, Yoneda K, Takasaki H, Takahashi F, Shinozaki K, Yamaguchi-Shinozaki K.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 29 ページ: 760-774
  • DOI: 10.1105/tpc.16.00669
• [雑誌論文] Evolution of sequence-specific anti-silencing systems in Arabidopsis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Hosaka, A., Saito, R., Takashima, K., Sasaki, T., Fu, Y., Kawabe, A., Ito, T., Toyoda, A., Fujiyama, A., Tarutani, Y., and Kakutani, T.
  • 雑誌名: Nat. Commun. 巻: 8 ページ: 2161 (10 pages)
  • DOI: 10.1038/s41467-017-02150-7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Haustorium induction assay of the parasitic plant Phtheirospermum japonicum. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishida, J. K., Yoshida, S., Shirasu, K.
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 7 ページ: e2260 (9 pages)
  • DOI: 10.21769/BioProtoc.2260
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Analysis of signaling pathway in light-induced stomatal opening and manipulation of stomatal aperture (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: 4th CSRS-ITbM Joint Workshop
  • 招待講演
• [学会発表] Chemical screening for Stomata Closer chemicals and Vicia faba guard cell protoplast isolation (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Toh, Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: 4th CSRS-ITbM Joint Workshop
• [学会発表] Blue light-induced stomatal opening and signaling components in stomatal guard cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] A plasma membrane syntaxin regulates blue light-induced stomatal opening in Arabidopsis (2018)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichiro Inoue, Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • 国際学会
• [学会発表] A Raf-like kinase BHP mediates blue light-dependent stomatal opening through an activation of the plasma membrane H+-ATPase (2018)
  • 著者名/発表者名: Maki Hayashi, Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: International Symposium on Plant Photobiology 2018
  • 国際学会
• [学会発表] 気孔開度制御による植物の生育促進と乾燥耐性付与 (2018)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: バイオマスイノベーション研究会 第43回研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 体内時間を変えるトランスフォーマティブ生命分子 (2018)
  • 著者名/発表者名: 中道範人，山口潤一郎，佐藤綾人，桑田啓子，白武勝裕，野田口理孝，伊丹健一郎，木下俊則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 寄生植物ストライガの発芽をフェムトモーラーレベルで刺激するストリゴラクトンアゴニストの開発 (2018)
  • 著者名/発表者名: 土屋雄一朗，浦口大輔，桑田啓子，大井貴史，木下俊則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 細胞膜型シンタキシンSYP132 は青色光による気孔開口を仲介する (2018)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎，友清雄大，林真妃，奥村将樹，岡島公司，堀江智明，木下俊則，島崎研一郎
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] 改変TIR1と合成オーキシンを用いたbump-and-hole 法によるオーキシン誘導性胚軸伸長の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏二，打田直行，萩原伸也，山田遼太郎，伊丹健一郎，鳥居啓子，木下俊則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] アブシジン酸による細胞伸長抑制機構の網羅的解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 林優紀，桑田啓子，鈴木孝征，木下俊則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Flg22 inhibits blue light-dependent activation of the plasma membrane H+-ATPase in guard cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Wenxiu Ye, Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの単離表皮および葉における気孔開口の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤英伍，木下俊則
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] ChIP-seq of LNK1, transcriptional activator of circadian clock (2018)
  • 著者名/発表者名: Aya Matsumura, Saori Takao, Takamasa Suzuki, Toshinori Kinoshita, Norihito Nakamichi
  • 学会等名: 第59回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Regulation of blue light-induced stomatal opening and the plasma membrane H+-ATPase. (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: IoC-IPMB-ITbM Joint Symposium on New Frontiers by Fusing Chemistry and Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 気孔開閉と植物光合成の関連研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yin Wang、戸田陽介、藤茂雄、Wenxiu Ye、木下俊則
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] シロイヌナズナ孔辺細胞におけるキチン信号伝達 (2017)
  • 著者名/発表者名: 叶文秀、新屋友規、木下俊則、賀来華江、渋谷直人、村田芳行
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] An emerging role of inorganic pyrophosphate in stomatal function (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅岡真理子、井上晋一郎、郡司玄、木下俊則、前島正義、塚谷裕一、Ali Ferjani
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] 気孔開度制御による植物の光合成活性と生産量の促進 (2017)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: ITbM コンソーシアム発足記念ワークショップ
  • 招待講演
• [学会発表] Blue light-signalling pathway in stomatal guard cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Brassinosteroid enhances phosphorylation level of the penultimate residue of plasma membrane H+-ATPases (2017)
  • 著者名/発表者名: Koji Takahashi, Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: Taiwan-Japan Plant Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Regulation of stomatal movements in response to environmental signals (2017)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: The 5th International Symposium on Transformative Bio-Molecules 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] 環境記憶統合Webページ
  • URL: http://www.rs.tus.ac.jp/plantmemory/index.html
• [産業財産権] 植物気孔開口調節剤 (2017)
  • 発明者名: 木下俊則、井上心平、戸田陽介、佐藤綾人、青木沙也、藤茂雄
  • 権利者名: 木下俊則、井上心平、戸田陽介、佐藤綾人、青木沙也、藤茂雄
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: PCT/JP2017/034287
  • 外国