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2015 年度 実施状況報告書

シロイヌナズナ環境型間の比較による高アンモニウム環境への適応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26450073
研究機関東北大学

研究代表者

小島 創一  東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (30462683)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード窒素栄養 / アンモニウム / シロイヌナズナ
研究実績の概要

本年度はGS1のアイソザイムの中でも、GS1;2とGS1;3に着目して研究を行った。GS1;2を欠損する植物と、GS1;3を欠損する植物を準備した。これらの植物を様々な濃度のアンモニウムを主要な窒素栄養とする水耕液で栽培した。試験したほとんどのアンモニウム濃度区でGS1;2の欠損はシロイヌナズナの生育を阻害した。GS1;2とは対照的に、GS1;3の欠損は植物の生育を大きく阻害しなかった。
本研究はシロイヌナズナの環境型間でアンモニウムの利用効率に差異を与える低親和型アンモニウム輸送体遺伝子の同定に取り組んでいる。北米産のColumbia (Col) は、アンモニウム供給で成育が阻害されるが、欧州産のLandsberg(Ler) は、アンモニウム環境に適応を示した。LerのLATSの容量は、Colのそれよりも二倍高かった。また、アンモニウムの供給で、Lerは主根伸長を抑制し、側根を発達させるが、Colは主根伸長が脱抑制されることがわかった。量的形質解析の結果、アンモニウム供給による根の形態変化を支配する遺伝子領域を5つ同定した (Kojima unpublished)。
様々なシロイヌナズナ環境型の高濃度なアンモニウム輸送を評価したところ、根の形態と高濃度アンモニウム輸送に逆相関が存在する可能性が示唆された。低親和型アンモニウム輸送を担う可能性がある膜タンパク質について、ゲノム配列の比較に取り組んでいる。低親和性アンモニウム輸送と連鎖する膜タンパク質の発見には至っていない。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

三つある研究テーマのうち、一つ目と二つ目の研究テーマについて学術論文の投稿に必要なデータを取り終えた。
二つ目のテーマについては論文作成を完成させ、学術論文を投稿して審査を待っている。
一つ目のテーマからは、論文の作成に取り組んでいる。
二つ目のテーマについてもう一つ学術論文を作成できる可能性が出てきたので、当初の予定よりも早く進展した。
一方、三つ目のテーマはあまり進展していない。全体的に考えると概ね順調に進展している。

今後の研究の推進方策

一つ目のテーマについては投稿論文の完成を急いでいる。
二つ目のテーマについては、投稿した論文が受理されずに追加の実験を要請された時に即応できるようなゆとりをもたせている。二つ目のテーマから派生した研究は、表現型解析を中心とした解析を展開する。今までに行ってきた解析とかけ離れた解析を盛り込む予定はない。そのため安定的に結果を付け加え、投稿論文の作成を目指す。
三つ目のテーマについては、二つ目のテーマに包含されるか、二つ目のテーマから出てくるデータを解釈しながら研究を進展させる必要がある。

次年度使用額が生じた理由

解析する試料を厳選して物品費を節約した。また近傍の都市で開催される学会に参加するようにした結果、旅費の節約ができた。その反面、受託解析に要した費用が大き買った。

次年度使用額の使用計画

最終年度は解析する試料の数を多くできるように受託解析の支出を大きくし、研究成果を公表するための出版費用やその研究成果をオープンアクセスとするための費用に使用したいと考えている。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Asparagine synthetase1, but not asparagine synthetase2, is responsible for the biosynthesis of asparagine following the supply of ammonium to rice roots.2015

    • 著者名/発表者名
      Ohashi M, Ishiyama K, Kojima S, Konishi N, Nakano K, Kanno K, Hayakawa T, Yamaya T.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 56 ページ: 769-778

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv005

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Lack of cytosolic glutamine synthetase1;2 reduced the availability of glutamine and sucrose for axillary bud outgrowth in the rice seedling.2016

    • 著者名/発表者名
      Miwa Ohashi, Keiki Ishiyama, Miyako Kusano, Atsushi Fukushima, Soichi Kojima, Tomoyuki Yamaya, Toshihiko Hayakawa
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手県、岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] High-affinity urea transporter DUR3 is involved in rice productivity under nitrogen deficient condition2016

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Fujita, Kazuhiro Sasaki, Keiichi Kanno, Tomoyuki Yamaya and Soichi Kojima
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手県、岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] シロイヌナズナのサイトゾル型グルタミン合成酵素GLN1;2に依存的なアンモニウムの同化2016

    • 著者名/発表者名
      小西範幸、石山敬貴、山谷知行、小島創一
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手県、岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] シロイヌナズナの窒素栄養利用におけるオーキシン情報伝達の役割の解明2016

    • 著者名/発表者名
      齋藤雅英、小西範幸、菅野圭一、小島創一
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      盛岡市、岩手県、岩手大学
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20

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公開日: 2017-01-06  

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