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2023 年度 実績報告書

ウキクサ植物によるデンプン生産性向上のための有用株選抜と休眠制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K06342
研究機関京都大学

研究代表者

伊藤 照悟  京都大学, 理学研究科, 助教 (60632586)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
キーワード光周性 / 環境応答 / 概日時計 / 休眠 / ウキクサ / バイオマス
研究実績の概要

ウキクサ植物は通常生育時には高タンパク質含有(乾燥重量の約40%)で家畜・魚の飼料として利用されている。世界中に広く分布するウキクサ植物は、属・種によって様々な光周性応答を示す。比較的高緯度地方の世界中に分布するキタグニコウキクサのL.t.6619株では短日依存的に休眠を誘導し、休眠芽を発達させることで生育に不適切な環境に応答し休眠状態で生存する戦略を発達させている。休眠誘導時にはデンプンを体内に高蓄積させるため、デンプンを利用した加工しやすいバイオマスエネルギー生産への応用が期待できる。これまで短日依存的な休眠の誘導メカニズムを解析するために様々な条件で休眠を誘導したキタグニコウキクサの網羅的な遺伝子発現解析を行ってきた。
休眠依存的に発現変動する遺伝子群の中で、休眠芽の発達に関与すると予想される転写因子群の機能解析のため、着目因子の化合物による遺伝子誘導が可能な形質転換キタグニコウキクサ植物体を作出し解析を行った。また、光周性休眠応答性を示さないムラサキコウキクサにおける着目因子の過剰発現形質転換植物体の作出を終え解析を行った。キタグニコウキクサ背景では誘導した転写因子の過剰発現と発現量に相関して、成長停止、フロンドの老化が観察されたが、ムラサキコウキクサ背景にキタグニコウキクサの遺伝子を導入した場合は生育を停止させることはできなかった。また、世界中から取得したキタグニコウキクサの自然変異集団の中には短日非感受性の個体も存在していることがわかり、遺伝子発現の比較解析、遺伝子多型の解析対象としてデータを蓄積することができた。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2023 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] A non-cell-autonomous circadian rhythm of bioluminescence reporter activities in individual duckweed cells2023

    • 著者名/発表者名
      Watanabe Emiri、Muranaka Tomoaki、Nakamura Shunji、Isoda Minako、Horikawa Yu、Aiso Tsuyoshi、Ito Shogo、Oyama Tokitaka
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 193 ページ: 677~688

    • DOI

      10.1093/plphys/kiad218

    • 査読あり
  • [学会発表] キタグニコウキクサの光周期依存性の休眠誘導と休眠芽形成時に機能する遺伝子群の解析2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 照悟, 小山 時隆
    • 学会等名
      第29回日本時間生物学会学術大会
  • [学会発表] Long term monitoring of growth and turion development of Lemna turionifera colonies revealed the signal perception region for the photoperiodic dormancy establishment2023

    • 著者名/発表者名
      Tokitaka Oyama, Shogo Ito
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Long term monitoring of growth and turion development of Lemna turionifera colonies revealed the signal perception region for the photoperiodic dormancy establishment2023

    • 著者名/発表者名
      伊藤 照悟, 小山 時隆
    • 学会等名
      第19回植物縦横無尽の会ワークショップ
  • [備考] 京都大学大学院理学研究科生物科学専攻植物学系形態統御学分科

    • URL

      http://www.biol.sci.kyoto-u.ac.jp/laboratory/292/

  • [備考] Oyama Lab

    • URL

      http://cosmos.bot.kyoto-u.ac.jp/clock/member/shogoito.html

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公開日: 2024-12-25  

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