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2021 年度 実績報告書

根粒共生の抑制に関わる宿主植物シグナリングの統合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 19H03239
研究機関筑波大学

研究代表者

壽崎 拓哉  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40575825)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード根粒形成 / 転写因子 / トランスポーター / ミヤコグサ / 窒素応答
研究実績の概要

前年度までに、ミヤコグサの2つのNIN-LIKE PROTEIN (NLP) 転写因子(LjNLP4、LjNLP1)が硝酸に応答した根粒共生の負の制御において、マスターレギュレーターとして機能することを明らかにしている。今年度は硝酸トランスポーターの1つであるLjNRT2.1が、硝酸の量に応じた根粒共生の抑制制御を仲介する機能をもつことを明らかにした。高濃度の硝酸存在下では、LjNLP1によってLjNRT2.1の発現が直接誘導されることがわかった。また、LjNRT2.1を介した細胞内への硝酸の流入によりLjNLP4が核へ移動し、根粒形成の正負の制御に関わる遺伝子の発現制御が起こる可能性が示唆された。さらに、根粒形成時に特異的にはたらくLjNINによってLjNRT2.1の発現抑制を介して外部硝酸の取り込み量が調節される可能性も示された。NLPとNRT2.1の研究については研究成果をまとめ、それぞれ論文発表した。また、LjNLP4とLjNLP1の機能の違いの1つが硝酸トランスポーター遺伝子の発現制御の有無にあることを明らかにし、論文発表した。
前年度から引き続いて、窒素応答や根粒共生の制御に関わる可能性のある新規ペプチドファミリー遺伝子について機能解析を進めた。着目している2つのペプチド遺伝子について、CRISPR-Cas9により作出したノックアウト植物の表現型解析を行った結果、これらのペプチド遺伝子は根粒共生の成立に必要な機能をもつことがわかった。また、片方のペプチド遺伝子についてはその発現を制御する転写因子を同定した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Root nodule organogenesis: a unique lateral organogenesis in legumes2023

    • 著者名/発表者名
      Takuya Suzaki
    • 雑誌名

      Breeding Science

      巻: 73 ページ: 70~75

    • DOI

      10.1270/jsbbs.22067

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Nitrate transport via NRT2.1 mediates NIN-LIKE PROTEIN-dependent suppression of root nodulation in Lotus japonicus2022

    • 著者名/発表者名
      Misawa Fumika、Ito Momoyo、Nosaki Shohei、Nishida Hanna、Watanabe Masahiro、Suzuki Takamasa、 Miura Kenji、Kawaguchi Masayoshi、Suzaki Takuya
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 34 ページ: 1844~1862

    • DOI

      10.1093/plcell/koac046

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lotus japonicus NLP1 and NLP4 transcription factors have different roles in the regulation of nitrate transporter family gene expression2022

    • 著者名/発表者名
      Nishida, Hanna, Suzaki, Takuya
    • 雑誌名

      Genes & genetic systems

      巻: 97 ページ: 257~260

    • DOI

      10.1266/ggs.22-00104

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different DNA-binding specificities of NLP and NIN transcription factors underlie nitrate- induced control of root nodulation2021

    • 著者名/発表者名
      Nishida Hanna、Nosaki Shohei、Suzuki Takamasa、Ito Momoyo、Miyakawa Takuya、Nomoto Mika、Tada Yasuomi、Miura Kenji、Tanokura Masaru、Kawaguchi Masayoshi、Suzaki Takuya
    • 雑誌名

      The Plant Cell

      巻: 33 ページ: 2340~2359

    • DOI

      10.1093/plcell/koab103

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Editorial: Nutrient Dependent Signaling Pathways Controlling the Symbiotic Nitrogen Fixation Process2021

    • 著者名/発表者名
      Suzaki Takuya、Valkov Vladimir Totev、Chiurazzi Maurizio
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 744450

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.744450

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Adaptive mechanisms of leguminous plants to nitrogen environment2023

    • 著者名/発表者名
      Suzaki Takuya
    • 学会等名
      38th IPSR International Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 根粒形成の鍵転写因子NINの機能未知領域に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      野田 桃菜; 西田 帆那; 伊藤 百代; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 根粒形成を促進する鍵転写因子のDNA結合特性に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平; 野田 桃菜; 三浦 謙治; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 硝酸態窒素による根粒形成制御に関わる自然変異の同定2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 百代; 番場 大; 陳 漢謀; 野崎 翔平; 田島 由理; 三浦 謙治; 佐藤 修正; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 窒素栄養に応じた全身的・根局所的な根粒形成制御2022

    • 著者名/発表者名
      壽崎 拓哉
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 招待講演
  • [学会発表] 硝酸態窒素に応じた根粒共生制御の分子機構2022

    • 著者名/発表者名
      壽崎 拓哉
    • 学会等名
      植物の栄養研究会第7回研究交流会
    • 招待講演
  • [学会発表] 根粒形成開始マスターレギュレーターNIN 転写因子の根粒成熟過程における機能2022

    • 著者名/発表者名
      野田 桃菜; 西田 帆那; 伊藤 百代; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      植物の栄養研究会第7回研究交流会
  • [学会発表] 硝酸態窒素による根粒の早期老化における LjNLP4/1 の働き2022

    • 著者名/発表者名
      藤戸 冴佳; 伊藤 百代; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      植物の栄養研究会第7回研究交流会
  • [学会発表] 硝酸存在下における遺伝子発現の正負の制御を介した根粒形成抑制2021

    • 著者名/発表者名
      野崎 翔平; 西田 帆那; 三澤 文香; 伊藤 百代; 鈴木 孝征; 宮川 拓也; 川口 正代司; 田之倉 優; 三浦 謙治; 壽崎 拓哉
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [学会発表] Molecular basis of nitrate-induced control of symbiotic gene expression during nodulation2021

    • 著者名/発表者名
      Suzaki Takuya
    • 学会等名
      The 14th European Nitrogen Fixation Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マメ科植物の窒素栄養環境適応機構2021

    • 著者名/発表者名
      壽崎 拓哉
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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