マメ科植物の農業形質改良に資する根粒形成遺伝子スイッチング機構の構造基盤解明

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22K14824
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分38030:応用生物化学関連
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 野崎 翔平 筑波大学, 生命環境系, 助教 (20850910)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 転写因子 / 構造生物学 / マメ科植物 / 根粒形成 / 窒素栄養応答

研究成果の概要

マメ科植物は窒素栄養が豊富な土壌にて根粒共生を自ら抑える機構をもつが故に、農業上において望ましい “根粒共生と窒素肥料による窒素栄養の獲得の両立” が困難となっている。本研究では、栄養豊富な土壌環境下でも根粒共生できるマメ科植物の開発も見据え、鍵転写因子群が司る根粒形成制御機構を物理化学的な側面から解明することに取り組んだ。2年間の研究期間において、根粒形成制御ならびに窒素栄養応答の根幹をなす転写制御システムの理解が深まったのみならず、根粒共生を制御する転写因子NINが窒素栄養応答の制御因子NLPからどのような分子変遷を辿り根粒共生獲得を駆動したのかという点についても新知見を得られた。

自由記述の分野

応用生物化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、マメ科植物を代表とする根粒共生植物の根粒形成ならびに窒素栄養応答を制御する転写制御システムの理解を飛躍的に高めたといえる。また、根粒共生植物を制御する転写因子が窒素栄養応答の制御因子からどのような分子変遷を辿り根粒共生獲得を駆動したのかという点について新たな知見をもたらすことができた。将来的にダイズなどの農業上重要なマメ科植物の中で眠る潜在能力を最大限に引き出すための基盤知見になると期待される。