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2021 年度 実施状況報告書

種内ナチュラルバリエーションを用いた植物プロモーターの進化的側面の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06212
研究機関岐阜大学

研究代表者

山本 義治  岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50301784)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワードTSS-seq / プロモーター進化 / 環境適応
研究実績の概要

目的
申請者らのこれまでの研究により植物プロモーターの基本構造と構成因子については概略を解明できた。本研究においてはシロイヌナズナの種内80系統(アクセション)の公開されているゲノムワイドな配列多型情報、申請者らが取得したそれらの環境ストレス耐性データ(低温&強光)、そして本研究において新たに取得する環境ストレス耐性の異なる4系統についての転写開始点データ(TSS-Seq、ストレス処理有無)を組合せ、植物プロモーターの進化にメスを入れる(世界初)。プロモーターのタイプごとの進化傾向(安定性・ゆらぎ)について定量的な知見を得るとともに、プロモーター進化が誘導する環境適応能獲得の実例発見を試みる。本研究のために、配列多型とプロモーター機能(発現制御/発現量/TSS位置)との相関解析法を新規開発する。
実施状況
今年度はシロイヌナズナの強光+低温ストレスに耐性を示す2系統および感受性を示す2系統について、予定通りTSS-Seq解析を行った。得られたシークエンスデータをマッピングしたところ、タグ作成時のクオリティーに問題があり、以降の解析に使えないことがわかった。症状としては、優良なTSSタグの割合が低いことがあげられる。そこで、再度TSS-seq解析を実施することにしたが、保存していたシロイヌナズナ4系統の種子の発芽率が低下していたため、まずは4系統を継代増殖し、新鮮な種子バッチを準備することとした。従って、今後の予定としては、種子の調整、ストレス処理と収穫、RNA抽出とTSS-tag調整、TSS-seq解析、を目下の目標とする。今後の戦略としてCAP-Trapper法による再度のTSS-seq解析を行いはするが、Oligo-cap法によるTSS-seq解析も視野に入れることとしたい。いずれにしても優良なTSS-seqデータを準備することが必須である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

予定通りのスケジュールでTSS-seqデータは得られたものの、クオリティが低く実験をやり直すことになったため。さらに、保有している種子の発芽率が低下しており、半年かけて新たな種子バッチを調製することとなった。

今後の研究の推進方策

シロイヌナズナ4系統について、種子調製(実施中)、ストレス処理芽生えの収穫、RNA抽出とTSS-Seqまでを今年度中に実施したい。

次年度使用額が生じた理由

当初R3年度で終了すべき実験が完了せず、次年度へ持ち越してしまった。R3年度の残予算はその持ち越し実験を行うために使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 4件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanosensory trichome cells evoke a mechanical stimuli?induced immune response in Arabidopsis thaliana2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Mamoru、Nomoto Mika、Itaya Tomotaka、Aratani Yuri、Iwamoto Mizuki、Matsuura Takakazu、Hayashi Yuki、Mori Tsuyoshi、Skelly Michael J.、Yamamoto Yoshiharu Y.、Kinoshita Toshinori、Mori Izumi C.、Suzuki Takamasa、Betsuyaku Shigeyuki、Spoel Steven H.、Toyota Masatsugu、Tada Yasuomi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 ページ: 1~15

    • DOI

      10.1038/s41467-022-28813-8

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Sequence-based evaluation of promoter context for prediction of transcriptional start sites in Arabidopsis and rice.2022

    • 著者名/発表者名
      Hiratsuka T, Makita Y, Yamamoto YY
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 6976

    • DOI

      10.1038/s41598-022-11169-w

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High affinity promoter binding of STOP1 is essential for early expression of novel aluminum-induced resistance genes <i>GDH1</i> and <i>GDH2</i> in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Tokizawa Mutsutomo、Enomoto Takuo、Ito Hiroki、Wu Liujie、Kobayashi Yuriko、Mora-Maci?as Javier、Armenta-Medina Dagoberto、Iuchi Satoshi、Kobayashi Masatomo、Nomoto Mika、Tada Yasuomi、Fujita Miki、Shinozaki Kazuo、Yamamoto Yoshiharu Y、Kochian Leon V、Koyama Hiroyuki
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 72 ページ: 2769~2789

    • DOI

      10.1093/jxb/erab031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Primary Metabolism and Transcriptional Regulation in Higher Plants2021

    • 著者名/発表者名
      Hayami Natsuki、Y. Yamamoto Yoshiharu
    • 雑誌名

      Reviews in Agricultural Science

      巻: 9 ページ: 117~127

    • DOI

      10.7831/ras.9.0_117

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Efficient Agrobacterium tumefaciens-mediated stable genetic transformation of green microalgae, Chlorella sorokiniana2021

    • 著者名/発表者名
      Sharma Prabin Kumar、Goud Vaibhab V.、Yamamoto Y.、Sahoo Lingaraj
    • 雑誌名

      3 Biotech

      巻: 11 ページ: 1~11

    • DOI

      10.1007/s13205-021-02750-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Cryptic promoter activation occurs by at least two different mechanisms in the Arabidopsis genome2021

    • 著者名/発表者名
      Kudo Hisayuki、Matsuo Mitsuhiro、Satoh Soichirou、Hata Takayuki、Hachisu Rei、Nakamura Masayuki、Yamamoto Yoshiharu Y.、Kimura Hiroshi、Matsui Minami、Obokata Junichi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 108 ページ: 29~39

    • DOI

      10.1111/tpj.15420

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression GWAS of PGIP1 Identifies STOP1-Dependent and STOP1-Independent Regulation of PGIP1 in Aluminum Stress Signaling in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Agrahari Raj Kishan、Enomoto Takuo、Ito Hiroki、Nakano Yuki、Yanase Emiko、Watanabe Toshihiro、Sadhukhan Ayan、Iuchi Satoshi、Kobayashi Masatomo、Panda Sanjib Kumar、Yamamoto Yoshiharu Y.、Koyama Hiroyuki、Kobayashi Yuriko
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 12 ページ: 1~16

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.774687

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Suppression of MYC transcription activators by the immune cofactor NPR1 fine-tunes plant immune responses2021

    • 著者名/発表者名
      Nomoto Mika、Skelly Michael J.、Itaya Tomotaka、Mori Tsuyoshi、Suzuki Takamasa、Matsushita Tomonao、Tokizawa Mutsutomo、Kuwata Keiko、Mori Hitoshi、Yamamoto Yoshiharu Y.、Higashiyama Tetsuya、Tsukagoshi Hironaka、Spoel Steven H.、Tada Yasuomi
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 37 ページ: 110125~110125

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.110125

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Light- and tissue-dependent regulation of transcriptional start sites of HO1 in Arabidopsis thaliana2021

    • 著者名/発表者名
      Yingxi Chen, Nishimura K, Yamamoto YY, Masuida S
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
  • [備考] 山本研究室HP

    • URL

      https://www1.gifu-u.ac.jp/

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公開日: 2022-12-28  

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