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2013 年度 実績報告書

環境により葉形が変化する植物ニューベキアを用いた葉の表現型可塑性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J00161
研究機関京都産業大学

研究代表者

中山 北斗  京都産業大学, 総合生命科学部, 特別研究員(SPD)

キーワード葉 / 植物 / 表現型可塑性 / Rorippa aquatica / 異形葉性
研究概要

本年度は、当初の研究計画通りに研究が進んだと考えられる。また、そのうちの一部の成果はAmerican Journal of Plant Sciencests誌に発表し、それ以外の成果についても国内の主要な複数の学会において発表を行なった。
研究実施計画では、アブラナ科植物Rorippa aquaticaを用いて異形葉性の制御メカニズムを明らかにすることを最終的な目的としている。このうち本年度の研究実施状況としては、1. 植物ホルモンの網羅的定量解析、2. RNA-seqを用いた網羅的発現解析、および3. R. aquaticaを用いた分子系統解析の3点について特に重点的に研究を行なった。1については、R. aquaticaの異形葉性には植物ホルモンが関わることが示唆されるデータを得ている。そのため、理研CSRSの榊原グループとの共同研究でLC-qMS/MSを用いた植物ホルモンの網羅的定量解析を行ない、植物ホルモンのGAの内生量が変化することを明らかにした。2.については、R. aquaticaの異形葉性に関わる遺伝子、あるいは遺伝子制御ネットワークを包括的に明らかにするために、NAIST植物グローバルの倉田グループとの共同研究でGAIIx (illumina)を用いたRNA-seqを行ない、植物ホルモンの生合成に関わる遺伝子の発現が変動していることを明らかにした。3.については、R. aquaticaが進化の過程でどのように異形葉性を獲得したのか、を明らかにするためには近縁の植物との系統関係を明らかにすることが不可欠であるため、Rorippa属の植物を用いた分子系統解析を行なった。その結果、R. aquaticaは属内において、比較的基部で分岐した種であることが示唆された。
これらの研究により二年目以降の研究の下地が整ったと言え、今後の円滑な研究が期待できる。

現在までの達成度 (区分)
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

現在まで、研究計画で提案した実験等は当初のタイムスケジュール通り順調に行なわれており、加えてその一部を投稿論文として発表したため、達成度を②おおむね順調に進展している、と自己評価した。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、当初の研究計画通りに複数の生育条件下での植物を用いたRNA-seqを行ない、そのデータを用いた解析により、異形葉性におけるコアとなる遣伝子制御ネットワークの抽出を中心に据えている。また、アグロバクテリウムやアンチセンスオリゴ等を用いた機能解析系の構築、そしてR. aquaticaを用いた詳細な分子系統解析を行なうことにも注力する。このうち、最後のR. aquaticaを用いた詳細な分子系統解析については、アブラナ科植物の国際的な権威であるIhsan Al-Shehbaz博士(Missouri Botanical Garden)との共同研究を行なうこととなっている。そのため、平成26年度の初夏に実験を行なうために渡米する予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Molecular Phylogeny Determined Using Chloroplast DNA Inferred a New Phylogenetic Relationship of Rorippa aquatica (Eaton) EJ Palmer & Steyermark (Brassicaceae)-Lake Cress.2014

    • 著者名/発表者名
      Nakayama H, Fukushima K, Fukuda T, Yokoyama J, and Kimura S.
    • 雑誌名

      American Journal of Plant Sciences

      巻: 5 ページ: 48-54

    • DOI

      10.4236/ajps.2014.51008

    • 査読あり
  • [学会発表] 環境に応答して葉形を変化させる植物Rorippa aquaticaを用いたRNA-seqによるトランスクリプトーム解析2014

    • 著者名/発表者名
      中山北斗、坂本智昭、市橋泰範、倉田哲也、木村成介
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2014-03-20
  • [学会発表] Theoretical Approach to Elucidate the Mechanisms Underlying the Hetelonhvllv of Lake Cress2014

    • 著者名/発表者名
      中益朗子、中山北斗、末松 J. 信彦、木村成介
    • 学会等名
      RIKEN CDBシンポジウム
    • 発表場所
      RIKEN CDB
    • 年月日
      2014-03-11
  • [学会発表] 生育環境により葉の形態を変化させる植物ニューベキア(Rorippa aquatica)を用いた表現型可塑性の研究2013

    • 著者名/発表者名
      中山北斗、中益朗子、天野瑠美、木村成介
    • 学会等名
      生態進化発生コロキウム
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2013-12-27
  • [学会発表] Developmental and molecular mechanisms of the heterophylly of lake cress2013

    • 著者名/発表者名
      Hokuto Nakayama
    • 学会等名
      The 31st Plaut Biotechnology Symposium
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2013-12-13
    • 招待講演
  • [学会発表] 葉の形態に表現型可塑性を示すニューベキア(Neobeckia aquatica)が多様な葉形を生み出すメカニズムについての理論的な取り組み2013

    • 著者名/発表者名
      中益朗子、中山北斗、末松 J. 信彦、木村成介
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2013-12-05
  • [学会発表] 環境に応じて葉の形態を変化させる植物Neobekia aquatica (ニューベキア)を用いて異形葉性の制御機構に迫る2013

    • 著者名/発表者名
      中山北斗
    • 学会等名
      Plant Forum Seminar
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2013-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] 異形葉性を示す植物ニューベキア(Neobeckia aquatica)を用いた葉形変化制御機構の解析2013

    • 著者名/発表者名
      中山北斗、小嶋美紀子、榊原均、木村成介
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2013-09-14
  • [学会発表] 環境に応じて葉の形態を変える植物ニューベキアを用いたトランスクリプトーム解析2013

    • 著者名/発表者名
      中山北斗、坂本智昭、倉田哲也、木村浦介
    • 学会等名
      NGS現場の会
    • 発表場所
      神戸国際会議場
    • 年月日
      2013-09-04

URL: 

公開日: 2015-07-15  

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