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2023 年度 実績報告書

植物における窒素飢餓応答の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 20H02888
研究機関名古屋大学

研究代表者

木羽 隆敏  名古屋大学, 生命農学研究科, 准教授 (20532097)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード窒素栄養 / 窒素飢餓 / 植物
研究実績の概要

研究実施計画に記載した①窒素飢餓応答制御に関わる新奇因子の探索(変異体スクリーニングとYeast one-hybridスクリーニング)と②新奇・既知因子の役割と因子間の遺伝的関係の明確化によるシステム理解の研究を推進した。

①変異体のスクリーニングにおいては、窒素飢餓応答抑圧変異体(snsr)の探索と解析を中心に行った。窒素飢餓応答レポーターを指標にした一次スクリーニング、根における内生の窒素飢餓応答性遺伝子の発現を指標にした二次スクリーニングを経て、16系統に絞り込んだ。これらについて形態的および分子レベルでの表現型解析を行い、多くが側根形成に異常を示すことを明らかにした。いくつかの有望な変異体については、ゲノムリシークエンスによる原因遺伝子同定を進めている。Yeast One-hybridスクリーニングで同定したNIP1とNIP2については、T-DNA挿入変異体とゲノム編集によるフレームシフト変異体を確立し解析したが、明確な表現型は観察されなかった。NIP1とNIP2は相同遺伝子あり、機能重複が考えられるため、交配による二重変異体の作出を行った。また過剰発現体の作出も行った。これら系統の確立が完了し次第、窒素飢餓応答関連表現型の詳細な解析を行う予定である。

②窒素飢餓応答制御に関わるとされる既知因子NIGT1.1-1.4、LBD37-39、CEPDs、TGA1/4、NLA、PHO2、CBL7、BTB1/2について、変異体や過剰発現体の解析を行った。その結果LBD37-39が、これまで考えられてきたよりも重要な役割を果たしていることが明らかになった。そこでLBD37-39の変異体と他の既知因子の変異体を掛け合わせた多重変異体を作出・解析した結果、これまでに明らかになっていない、これら因子の役割分担や遺伝的上下関係を見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Technical University of Madrid(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Technical University of Madrid
  • [国際共同研究] University of Jena/Dresden University of Technology(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      University of Jena/Dresden University of Technology
  • [国際共同研究] INRA-AgroParisTech/CNRS(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      INRA-AgroParisTech/CNRS
  • [雑誌論文] The trans-zeatin-type side-chain modification of cytokinins controls rice growth2023

    • 著者名/発表者名
      Kiba Takatoshi、Mizutani Kahori、Nakahara Aimi、Takebayashi Yumiko、Kojima Mikiko、Hobo Tokunori、Osakabe Yuriko、Osakabe Keishi、Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 192 ページ: 2457~2474

    • DOI

      10.1093/plphys/kiad197

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Root-Colonizing Endophyte Piriformospora indica Supports Nitrogen-Starved Arabidopsis thaliana Seedlings with Nitrogen Metabolites2023

    • 著者名/発表者名
      Scholz Sandra S.、Barth Emanuel、Clement Gilles、Marmagne Anne、Ludwig-Muller Jutta、Sakakibara Hitoshi、Kiba Takatoshi、Vicente-Carbajosa Jesus、Pollmann Stephan、Krapp Anne、Oelmuller Ralf
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 24 ページ: 15372~15372

    • DOI

      10.3390/ijms242015372

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ABCG14を介した根から地上部へのサイトカイニン長距離輸送のメカニズム2023

    • 著者名/発表者名
      水谷 佳保里、竹林 裕美子、小嶋 美紀子、 榊原 均、木羽 隆敏
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
  • [学会発表] 窒素欠乏応答制御におけるAtPHLsの役割2023

    • 著者名/発表者名
      柏田星南、木羽隆敏
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
  • [備考] https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/

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公開日: 2024-12-25  

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