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2022 年度 実績報告書

栄養欠乏応答性のアブラナ科植物種間比較解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K06723
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

峠 むつみ (渡邉むつみ)  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 特別研究員(PD) (60837582)

研究分担者 峠 隆之  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (30415236)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード栄養欠乏応答 / アブラナ科植物 / 硫黄 / メタボロミクス / 種間比較
研究実績の概要

本研究では、アブラナ科モデル植物5種を用いて、窒素、リン、硫黄の欠乏実験を実施し、経時的代謝物変動の捕捉 (カタログ化) や栄養欠乏応答マーカー代謝物/遺伝子の特定を行った。また、実験結果(表現型解析、遺伝子発現解析、代謝物分析)を統合して、相関解析や代謝ネットワーク解析を行うことで代謝物変動の生理学的解釈を行った。含硫黄二次代謝物であるグルコシノレートの再利用効率と硫黄欠乏耐性に関連性があることを示唆する結果が得られたため、他のアブラナ科植物を含めた約100品種における二次代謝物の多様性解析を行い、アブラナ科植物種レベルでのグルコシノレート類の推定生合成経路を構築した。この多様性解析結果を利用して、アブラナ科作物品種群をグループ分けし、硫黄欠乏実験を実施した。その結果、アブラナ科モデル植物5種の実験により特定した栄養欠乏応答マーカー代謝物や遺伝子が有効であることが示された。また、作物品種群においても、グルコシノレートの再利用効率と硫黄欠乏耐性に関連性があることを示唆する結果が得られた。さらに、アブラナ科植物以外の他の植物種への応用に向けて、栄養欠乏応答マーカー遺伝子群の比較ゲノムシンテニー領域解析を行った結果、タンデム複製し、新機能に分化している可能性がある遺伝子群をいくつかの植物種で見出すことができた。また、栄養欠乏下で生育したトマト、ダイズ、イネ等の遺伝子発現解析を行った結果、本研究で特定した栄養欠乏応答マーカー遺伝子が他の植物種でも利用可能であることが示された。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 学会発表 (6件)

  • [国際共同研究] Max Planck Institute(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Max Planck Institute
  • [国際共同研究] Mahidol University/Chulalongkorn University(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      Mahidol University/Chulalongkorn University
  • [学会発表] Cross-species comparative genomics of transcriptional regulators in the hydroxycinnamate biosynthetic pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Maria Kenosis Emmanuelle Lachica, Shinichiro Komaki, Mutsumi Watanabe, Takayuki Tohge
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 保存されたFAMA-WSBモジュールの転用によるアブラナ目生体防御系の進化2023

    • 著者名/発表者名
      白川一、小黒友輝、菅野茂夫、山岡尚平、相良真由、谷田舞、松本紘弥、熊石妃恵、吉田颯馬、渡邉むつみ、峠隆之、鈴木孝征、市橋泰範、武宮淳史、山口暢俊、河内孝之、伊藤寿朗
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
  • [学会発表] プロアントシアニジン生合成経路の解明2023

    • 著者名/発表者名
      川俣零、峠隆之、渡邉むつみ、〆野あおい
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
  • [学会発表] ダイズの硫黄欠乏応答遺伝子の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      家田愛菜、峠隆之、渡邉むつみ
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
  • [学会発表] アブラナ科植物におけるインドール特化代謝物産生の種間比較解析2022

    • 著者名/発表者名
      新屋和花、清水崇史、渡邉むつみ、峠隆之
    • 学会等名
      日本植物学会
  • [学会発表] 落花生におけるポリフェノール代謝経路の解析2022

    • 著者名/発表者名
      早川修平、Chaiwat Aneklaphakij、渡邉むつみ、峠隆之
    • 学会等名
      日本植物バイオテクノロジー学会大会

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公開日: 2023-12-25  

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