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2019 年度 実施状況報告書

フィールド条件で植物の高温順化を制御するゲノム・エピゲノムの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K22431
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

山口 暢俊  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (90767899)

研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2021-03-31
キーワードエピゲノム / 植物 / シロイヌナズナ
研究実績の概要

植物は一度受けた高温の刺激に対して、順応するようになる。このことを高温順化という。地球の温暖化が予想されているため、植物が高温に順応するメカニズムを知り、人為的に調節することは食料の安定な供給のための必須の課題と言える。しかしながら、これまでのシロイヌナズナを用いた高温順化の実験は22度と30度を切り換えるような、フィールドでは植物が経験しない条件で解析が行われてきた。そのため、フィールドで生育する植物がどのような温度条件で、どのような因子によって高温順化するのかはわかっていなかった。そのため、これまでに研究を進めてきたJUMONJIタンパク質のフィールドによる重要性を評価することを目指した。2019年はフィールドの温度条件を再現した小型培養器でシロイヌナズナの野生型とjumonji突然変異体を生育し、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、実験室の単純化した実験室条件で生育した場合よりも、フィールドの温度条件を再現した場合の方が、多くの発現変動遺伝子があることがわかった。実験室条件では、HSP20-LIKE遺伝子、HSP21遺伝子、HSP22遺伝子など8遺伝子が発現変動するHSP遺伝子として同定された。一方、フィールドの温度条件では、これら8つの遺伝子だけでなく、多くのsmall HSP遺伝子の発現も変動することがわかった。そのため、フィールドの温度条件でもJUMONJIタンパク質が高温への適応に応じて、重要な役割を果たすことが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2019年はフィールドの温度条件を再現した小型培養器でシロイヌナズナを生育し、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、実験室の単純化した実験条件で生育した場合よりも、フィールドの温度条件を再現した場合の方が、多くの発現変動遺伝子があることがわかった。この研究成果をまとめ、論文を投稿している。

今後の研究の推進方策

2020年度は、投稿している論文を公表するための追加実験を行う。レビューワーのコメントに従い、指定された追加実験を行う。また、フィールド条件における他の変異体の表現型のデータも合わせて取得する。

次年度使用額が生じた理由

他の研究費で一部カバーできたため。また、前年度の旅費も一部計画を下回った。社会情勢を考慮しつつ、前年度行うことができなかった共同研究で必要な打ち合わせ、学会発表による成果の公表を随時行う。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件)

  • [雑誌論文] Abscisic acid-dependent histone demethylation during postgermination growth arrest in Arabidopsis.2019

    • 著者名/発表者名
      Wu, J., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., Yamaguchi, N. and Ito T.
    • 雑誌名

      Plant Cell and Environment

      巻: 42 ページ: 2198-2214

    • 査読あり
  • [雑誌論文] istone demethylases control root elongation in response to stress-signaling hormone abscisic acid.2019

    • 著者名/発表者名
      Wu, J., Yamaguchi, N. and Ito T.
    • 雑誌名

      Plant Signaling and Behavior

      巻: 14 ページ: 1604019

    • 査読あり
  • [雑誌論文] When to stop: an update on molecular mechanisms of floral meristem termination.2019

    • 著者名/発表者名
      Xu Y., Yamaguchi, N. Gan, E-S., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 70 ページ: 1711-1718

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integration of transcriptional repression and Polycomb-mediated silencing of WUSCHEL in floral meristems.2019

    • 著者名/発表者名
      Sun, B., Zhou, Y., Cai, J., Shang E., Yamaguchi, N., Xiao, J., Looi, L-S., Wee W-Y., Gao, X., Wagner, D., and Ito, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 31 ページ: 1488-1505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The roles of plant hormones and their interactions with regulatory genes in determining meristem activity.2019

    • 著者名/発表者名
      Ze Hong, L., Hirakawa, T., Yamaguchi, N., Ito, T.
    • 雑誌名

      International Journals of Molecular Sciences

      巻: 20 ページ: 4065

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral root initiation requires the sequential induction of transcription factors LBD16 and PUCHI in Arabidopsis thaliana.2019

    • 著者名/発表者名
      Goh, T., Toyokura, K., Yamaguchi, N., Okamoto, T., Uehara, T., Kaneko, S., Takebayashi, Y., Kasahara, H., Ikeyama, Y., Okushima, Y., Nakajima, K., Mimura, T., Tasaka, M., and Fukaki, H.
    • 雑誌名

      New Phytologist

      巻: 222 ページ: 2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CRABS CLAW and SUPERMAN coordinate hormone-, stress-, and metabolic-related gene expression during Arabidopsis stamen development.2019

    • 著者名/発表者名
      Ze Hong, L., Tatsumi, Y., Ichihashi, Y., Suzuki, T., Shibata, A., Shirasu, K., Yamaguchi, N. and Ito T.
    • 雑誌名

      Frontiers in Ecology and Evolution.

      巻: 7 ページ: 437

    • 査読あり

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公開日: 2021-01-27  

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