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2019 年度 実績報告書

植物の自律分散型情報ネットワークを支える維管束シグナル伝達の解析

計画研究

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 15H05958
研究機関東京大学

研究代表者

福田 裕穂  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任教授 (10165293)

研究期間 (年度) 2015-06-29 – 2020-03-31
キーワード植物生理 / 植物 / シグナル伝達 / 発生・分化
研究実績の概要

本年度は特に以下の2課題について研究した。
1.本年度は、昨年までに開発した長距離木部輸送を可視化する解析系を用いて、木部細胞壁構造と環境ストレスによるシグナル輸送への影響についてさらに解析した。その結果、リグニンとヘミセルロースの改変によるシグナル輸送パターン変化と環境ストレスに応答した輸送パターン変化に関連があることが明らかになった。この結果は、環境が輸送経路を変えるということを示すもので、木部輸送は蒸散による画一的な輸送であるという従来の静的な木部輸送の考え方に対して、修正を迫るものであった。

2.CLE1-CLE7ペプチドのシグナル伝達:本年度は、CLE2ペプチドとCLE5ペプチドについて集中的に解析した。CLE2ペプチドに関連しては、GUS植物、エストロゲン誘導植物、ペプチド配列を変えた植物を作成し、その機能について解析した。その結果、CLE2遺伝子は根で主として発現するが、地上部で作用し、植物のエネルギー代謝の制御に働くことが示された。また、CLE5ペプチドについては、松林班員との共同研究で、その構造と活性について解析した。その結果、CLE5遺伝子は糖鎖修飾をもつ12アミノ酸からなるペプチドを作り出すこと、糖鎖無しのペプチドも活性をもつが、糖鎖修飾型ペプチドは糖鎖無しのペプチドの数倍から10倍の活性をもつことを明らかにした。また、CLE5ペプチドの受容体、さらには下流のシグナル伝達経路を明らかにした。さらに、CLE5の突然変異体を用いた遺伝学的解析と詳細な遺伝子発現解析から、CLE5ペプチドは乾燥ストレスにより誘導され、その結果合成されたペプチドは乾燥ストレスに関する多様な遺伝子の発現を誘導し、それらの遺伝子の働きにより、CLE5が乾燥ストレスから植物を守る機能を果たすことを明らかにした。

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。

備考

東京大学大学院理学系研究科生物科学専攻生体制御研究室
http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/~seigyo/

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Cambridge University(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Cambridge University
  • [国際共同研究] University of Lausanne,(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      University of Lausanne,
  • [雑誌論文] Deep Imaging Analysis in VISUAL Reveals the Role of YABBY Genes in Vascular Stem Cell Fate Determination2020

    • 著者名/発表者名
      Nurani Alif Meem、Ozawa Yasuko、Furuya Tomoyuki、Sakamoto Yuki、Ebine Kazuo、Matsunaga Sachihiro、Ueda Takashi、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 ページ: 255~264

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GSK3 activity is a cell fate switch that balances the ratio of vascular cell type.2020

    • 著者名/発表者名
      Tamaki Tamaki, Oya Satoyo, Naito Makiko, Ozawa Yasuko, Furuya Tomoyuki, Saito Masato, Sato Mayuko, Wakazaki Mayumi, Toyooka Kiminori, Fukuda Hiroo, Helariutta Yka, Kondo Yuki
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s42003-020-0907-3

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Positive Feedback Loop Comprising LHW-TMO5 and Local Auxin Biosynthesis Regulates Initial Vascular Development in Arabidopsis Roots2019

    • 著者名/発表者名
      Ohashi-Ito Kyoko、Iwamoto Kuninori、Nagashima Yoshinobu、Kojima Mikiko、Sakakibara Hitoshi、Fukuda Hiroo
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 ページ: 2684~2691

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz156

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Versatile Method for Mounting Arabidopsis Leaves for Intravital Time-lapse Imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Betsuyaku Shigeyuki、Nomura Nobuhiko、Fukuda Hiroo
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 144 ページ: e5914

    • DOI

      10.3791/59147

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Rho-actin signaling pathway shapes cell wall boundaries in Arabidopsis xylem vessels2019

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Yuki、Nagashima Yoshinobu、Wakazaki Mayumi、Sato Mayuko、Toyooka Kiminori、Fukuda Hiroo、Oda Yoshihisa
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: no. 468

    • DOI

      10.1038/s41467-019-08396-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Peptide signaling pathways in vascular differentiation2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Hiroo、Hardtke Christian S.
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1104/pp.19.01259

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Regulation of vascular stem cell fates.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Hiroo
    • 学会等名
      Keynote Symposia, Japan-Taiwan Plant Biology 2019 (JTPB2019), Japan
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of vascular stem cell fates.2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda Hiroo
    • 学会等名
      Fujian Agriculture and Forest University, Fujian, China
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multistep regulation of vascular cell fates.2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo Yuki Ohashi-Ito Kyoko , Fukuda Hroo
    • 学会等名
      The 2019 Cold Spring Harbor Asia Conference, Gyeongyu, South Korea,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] Plant Development and Evolution volume 1312019

    • 著者名/発表者名
      Grossniklaus, U. ed/共著
    • 総ページ数
      141-160
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      012809804X

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公開日: 2021-01-27  

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