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2020 年度 実績報告書

多面的な環境耐性を制御するSTOP1転写制御系と進化の分子的理解に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18H02113
研究機関岐阜大学

研究代表者

小山 博之  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)

研究分担者 井内 聖  国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 専任研究員 (90312256)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードSTOP1 / 冠水耐性 / 乾燥耐性
研究実績の概要

多面発現とは、一つの遺伝子の産物(つまりタンパク質)が複数の生命現象・生命機能に関わることにより生じる。本研究で対象としたSTOP1転写因子は、酸性条件で根の伸長が抑制される変異体の原因遺伝子として単離された。この転写因子は、アルミニウム耐性や、冠水耐性、リン酸・鉄栄養による根の形態変化、乾燥耐性などに関わることが、この研究の代表者の成果も含めて明らかとなっている。これは、1)転写制御するリンゴ酸輸送タンパク質により根圏に放出されるリンゴ酸自体が”多機能分子であること”、2)同じ輸送体がGABAも輸送すること、3)窒素、カリウム、硫酸などの代謝・吸収を制御する経路の重要分子を転写制御すること、などによるものである。これらの被制御形質が、ストレス耐性を制御するため、極めて多くの表現型がSTOP1によって制御されることが明らかとなった。令和2年度(3年度は出版の遅れに関する延長)は、このSTOP1制御が施肥管理バイオマーカーに使用できることと多面発現の進化学的な解釈に関する論文(総説)を作成するとともに、アルミニウムシグナル伝達におけるSTOP1転写制御に関する研究を進めて、1)STOP1が極めて短時間で核移行して標的遺伝子のプロモーターに結合すること、2)STOP1転写制御は冗長性が高い転写因子ファミリーとの共制御により”特異的発現”を可能としていることを明らかにした。前者は、細胞生物学的な解析によるものであり、後者はGWAS(遺伝解析)によるものである。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] Synergistic and antagonistic pleiotropy of STOP1 in stress tolerance2021

    • 著者名/発表者名
      Sadhukhan Ayan、Kobayashi Yuriko、Iuchi Satoshi、Koyama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Trends in Plant Science

      巻: 26 ページ: 1014~1022

    • DOI

      10.1016/j.tplants.2021.06.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High affinity promoter binding of STOP1 is essential for early expression of novel aluminum-induced resistance genes <i>GDH1</i> and <i>GDH2</i> in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Tokizawa Mutsutomo、Enomoto Takuo、Ito Hiroki、Wu Liujie、Kobayashi Yuriko、Mora-Maci?as Javier、Armenta-Medina Dagoberto、Iuchi Satoshi、Kobayashi Masatomo、Nomoto Mika、Tada Yasuomi、Fujita Miki、Shinozaki Kazuo、Yamamoto Yoshiharu Y、Kochian Leon V、Koyama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 72 ページ: 2769~2789

    • DOI

      10.1093/jxb/erab031

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression genome-wide association study identifies that phosphatidylinositol-derived signalling regulates ALUMINIUM SENSITIVE3 expression under aluminium stress in the shoots of Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Sadhukhan Ayan、Agrahari Raj Kishan、Wu Liujie、Watanabe Toshihiro、Nakano Yuki、Panda Sanjib Kumar、Koyama Hiroyuki、Kobayashi Yuriko
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 302 ページ: 110711~110711

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2020.110711

  • [雑誌論文] Smart fertilizer management: the progress of imaging technologies and possible implementation of plant biomarkers in agriculture2021

    • 著者名/発表者名
      Agrahari Raj Kishan、Kobayashi Yuriko、Tanaka Takashi Sonam Tashi、Panda Sanjib Kumar、Koyama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition

      巻: 67 ページ: 248~258

    • DOI

      10.1080/00380768.2021.1897479

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公開日: 2022-12-28  

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