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2021 年度 研究成果報告書

鉄欠乏に応答した根-葉-根間の長距離シグナル伝達機構解明

研究課題

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研究課題/領域番号 18K05373
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

田畑 亮  名古屋大学, 生命農学研究科, 特任講師 (30712294)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード植物 / シロイヌナズナ / 鉄欠乏応答 / 器官間シグナル伝達 / 環境ストレス応答
研究成果の概要

植物は、土壌中の根の一部が局所的な鉄欠乏におちいったとき、周りに十分な鉄が存在する根にその情報を伝え、鉄吸収を相補的に促進させることで、個体全体の鉄含量を一定に保つ巧みなシステムを持つ。しかしながら、その器官間コミュニケーションを制御する分子実態はこれまで明らかにされていなかった。本研究では、不均一な土壌環境を模倣したSplit-root培養法を用いた時系列トランスクリプトーム解析から、葉から根へ移動して鉄吸収を活性化する器官間移動性の候補分子としてIRON MAN(IMA/FEP)を同定した。接木実験から、IMAは葉で発現誘導されることで、根の鉄吸収を促進していることが明らかになった。

自由記述の分野

植物栄養学

研究成果の学術的意義や社会的意義

大地に根を張り自ら動くことのできない植物は、脳や神経を持たない代わりに、体中に張り巡らされた維管束を利用し、根と葉のコミュニケーションによって様々な環境ストレスに柔軟に適応している。しかし、その詳細なメカニズムは明らかになっていなかった。本研究では、植物はIMA鉄結合ペプチド分子を介した器官間シグナル伝達機構により、鉄欠乏ストレスに応答して鉄吸収量を調節して個体の恒常性を維持している事を明らかにすることができた。今後は、IMAペプチドの機能改変、その利用によって、鉄などミネラル豊富な植物栽培制御への技術開発が期待される。

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公開日: 2023-01-30  

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