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2022 年度 実績報告書

地上部の窒素栄養状態を根に伝達する長距離シグナルの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K05771
研究機関島根大学

研究代表者

蜂谷 卓士  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 助教 (80709311)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワードサイトカイニン / 窒素充足 / 長距離シグナル
研究実績の概要

昨年度に引き続きシグナル候補の一つであるサイトカイニンについて解析を進めた。4種類の接ぎ木植物(WT/ ipt357、NR-null/ipt357、ipt3/ipt357、ipt3 NR-null/ipt357*穂木/台木)に硝酸イオンを蓄積させた後、窒素欠乏条件で栽培し、成長、窒素化合物濃度、サイトカイニン濃度、遺伝子発現などを解析した。その結果、WT/ipt357の地上部と比べNR-null/ ipt357の地上部では、成長、硝酸イオン濃度、iP型サイトカイニン濃度、IPT3遺伝子とサリチル酸合成・応答遺伝子の発現レベルがともに増加した。一方、ipt3/ipt357の地上部と比べipt3 NR-null/ipt357の地上部では、硝酸イオン濃度が増加したものの、成長、iP型サイトカイニン濃度、サリチル酸合成・応答遺伝子の発現レベルは増加しなかった。このことから、地上部への硝酸イオンの蓄積にともなって地上部のiP型サイトカイニンシグナルが亢進することにより、地上部の成長と防御応答が促進されることが示唆された。一方、4種類の接ぎ木植物の間で葉の師管液中のサイトカイニン組成に大きな違いがなかった。また、WT/ipt357とipt3/ipt357の根と比べ、NR-null/ipt357とipt3 NR-null/ipt357の根では窒素欠乏誘導遺伝子の発現が抑制された。このことから、地上部への硝酸イオンの蓄積にともなって合成されるiP型サイトカイニンは、地上部の窒素栄養状態を根に伝達する長距離シグナルではない可能性が示唆された。4種類の接ぎ木植物の地上部と根をもちいたRNA-Seqの結果から、ペプチドやサイトカイニン以外の植物ホルモンが長距離シグナルとして機能する可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Targeted expression of bgl23-D, a dominant-negative allele of ATCSLD5, affects cytokinesis of guard mother cells and exine formation of pollen in Arabidopsis thaliana2023

    • 著者名/発表者名
      Hossain Md. Firose、Dutta Amit Kumar、Suzuki Takamasa、Higashiyama Tetsuya、Miyamoto Chiharu、Ishiguro Sumie、Maruta Takanori、Muto Yuki、Nishimura Kohji、Ishida Hideki、Aboulela Mostafa、Hachiya Takushi、Nakagawa Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 257 ページ: -

    • DOI

      10.1007/s00425-023-04097-0

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Root-specific activation of plasma membrane H+-ATPase 1 enhances plant growth and shoot accumulation of nutrient elements under nutrient-poor conditions in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Monden Kota、Kamiya Takehiro、Sugiura Daisuke、Suzuki Takamasa、Nakagawa Tsuyoshi、Hachiya Takushi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 621 ページ: 39~45

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.06.097

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systemic Regulation of Iron Acquisition by <i>Arabidopsis</i> in Environments with Heterogeneous Iron Distributions2022

    • 著者名/発表者名
      Tabata Ryo、Kamiya Takehiro、Imoto Shunpei、Tamura Hana、Ikuta Kumiko、Tabata Michika、Hirayama Tasuku、Tsukagoshi Hironaka、Tanoi Keitaro、Suzuki Takamasa、Hachiya Takushi、Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 63 ページ: 842~854

    • DOI

      10.1093/pcp/pcac049

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Regulation of ammonium acquisition and use in <i>Oryza longistaminata</i> ramets under nitrogen source heterogeneity2022

    • 著者名/発表者名
      Kawai Misato、Tabata Ryo、Ohashi Miwa、Honda Haruno、Kamiya Takehiro、Kojima Mikiko、Takebayashi Yumiko、Oishi Shunsuke、Okamoto Satoru、Hachiya Takushi、Sakakibara Hitoshi
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 188 ページ: 2364~2376

    • DOI

      10.1093/plphys/kiac025

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Expression analysis of plant intracellular Ras-group related leucine-rich repeat proteins (PIRLs) in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Hossain Md. Firose、Sultana Mst Momtaz、Tanaka Ai、Dutta Amit Kumar、Hachiya Takushi、Nakagawa Tsuyoshi
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 30 ページ: 101241~101241

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101241

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 地上部で合成されるイソペンテニル アデニン型サイトカイニンの新たな 生理機能の解明2023

    • 著者名/発表者名
      門田宏太, 小嶋美紀子, 竹林裕美子, 鈴木孝征, 杉浦大輔, 中川強, 榊原 均, 蜂谷卓士
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナ硝酸トランスセプター NRT1.1/NPF6.3 の硝酸非依存的機能に関する包括的解析2023

    • 著者名/発表者名
      蜂谷卓士, 中川強, 榊原均
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 地上部の硝酸イオン充足により合成されるイソペンテニルアデニン型サイトカイニンの新たな生理機能の解明2022

    • 著者名/発表者名
      門田宏太, 蜂谷卓士
    • 学会等名
      植物の栄養研究会 第7回研究交流会
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける地上部で合成されるイソペンテニルアデニン型サイトカイニンの新たな生理機能の解明2022

    • 著者名/発表者名
      門田 宏太, 小嶋 美紀子, 竹林 裕美子, 鈴木 孝征, 中川 強, 榊原 均, 蜂谷 卓士
    • 学会等名
      第45回 日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 局所的・全身的なサイトカイニンシグナルの同時制御による高成長性植物の開発2022

    • 著者名/発表者名
      蜂谷卓士
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける硝酸還元反応低下時の呼吸鎖末端酸化酵素AOXの生理機能の解析2022

    • 著者名/発表者名
      乙丸 大輔, 押井 夏海, 鈴木孝征, 中川 強, 蜂谷 卓士
    • 学会等名
      日本植物学会 第86回大会
  • [備考] 貧栄養環境で植物のバイオマスを増加させる新規技術開発に成功

    • URL

      https://www.shimane-u.ac.jp/docs/2022071200019/file_contents/20220712_shimane_university.pdf

  • [備考] 植物の地下での情報のやりとりを発見 ~地下茎で繋がった植物株間でのコミュニケーション~

    • URL

      https://www.shimane-u.ac.jp/docs/2022020200015/file_contents/20220204.pdf

  • [備考] 名古屋大学 研究大学強化促進事業・最先端国際研究ユニット 最先端情報分子・植物最適行動統御ユニット

    • URL

      https://www.agr.nagoya-u.ac.jp/~ck/b1/index.html#member

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公開日: 2023-12-25  

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