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2015 年度 実施状況報告書

数理解析による回旋転頭運動の重力応答依存性の証明と新規回旋転頭運動機能分子の同定

研究課題

研究課題/領域番号 26506002
研究機関山形大学

研究代表者

宮沢 豊  山形大学, 理学部, 教授 (00342858)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード回旋転頭運動 / 突然変異体 / 宇宙実験
研究実績の概要

今年度は、昨年度までに構築したシロイヌナズナ胚軸のハイスループット観察系を用いて詳細な実験を開始した。その結果、本実験系上では個体ごとのバラツキが非常に大きいことが判明した。これの原因として、1)発芽時期のバラツキと2)昨年度末より懸念されたフラッシュ光の影響が大きいことが判明した。そこで、1)については、播種、低温処理、培養の時間の厳密化を図るために成長特性の解析をまず実施した。そして、撮影に最適な条件を確定することに成功した。次に2)について検討を行い、低照度の緑色光と高感度のカメラを用いることがデータを取得する上で適しているとの結論を得た。この結果をもとに、シロイヌナズナ胚軸の回旋転頭運動の定量化を実施している。
植物における回旋転頭運動と重力応答の関係を普遍化するために、根の重力屈性を特異的に欠損したエンドウの根を用いた実験を行った。その結果、野生型エンドウで認められる回旋運動が重力屈性突然変異体で異常になっていることが判明した。さらに、野生型の根冠の切除と野生型植物へのオーキシン輸送阻害剤の処理が回旋転頭運動を大きく低減させることを見いだした。すなわち、アサガオの茎のつる巻き運動で示唆された重力応答依存的なオーキシン輸送の回旋転頭運動に対する必要性は根にも適用できることが判明した。また、上記エンドウに関する研究成果をPhysiologia Plantarum誌に発表した。
昨年度に引き続き、宇宙実験「植物における回旋転頭運動の重力応答依存性の検証(Plant Rotation)に参画した。

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

培養条件と撮影方法を改良していくことで、取得できる画像の質が格段に上昇しており、既知の重力屈性突然変異体の回旋転頭運動について定量的な評価ができる土台が構築できたため。

今後の研究の推進方策

今年度までに、非常に鮮明な画質で回旋転頭運動を取得することができるようになった。これにより、暗所で撮影した画像でも胚軸先端の正確な抽出が可能になったと考えられる。そこで、まず、典型的な野生型の回旋転頭運動を多数取得して、解析ソフトウェアの開発に着手する。それと並行して、重力応答のさまざまな段階に欠損を有する重力屈性突然変異体がライブラリー化されているシロイヌナズナの利点を活かして、重力応答信号伝達系と回旋転頭運動の関係の解析を行う。多検体の回旋転頭運動を定量的に評価できるソフトウェアが完成した後は、蓄積されたデータを一括で解析することにより、回旋転頭運動の定量的評価法を確立させ、最終的に、本研究の目的である回旋転頭運動の重力応答依存性の証明と回旋転頭運動機能分子の同定を完了させる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Gravitropic response and circumnutation in pea (Pisum sativum) seedling roots2016

    • 著者名/発表者名
      Kim H-J, Kobayashi A, Fujii N, Miyazawa Y, Takahashi H
    • 雑誌名

      Physiologia Plantarum

      巻: 157 ページ: 108-118

    • DOI

      doi:10.1111/ppl.12406

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] キュウリ根の重力屈性時と水分屈性時に偏差的に発現する遺伝子の比較2015

    • 著者名/発表者名
      宮林彩智子、藤井伸治、小林啓恵、山崎千秋、宮沢 豊、鎌田源司、笠原春夫、長田郁子、嶋津 徹、伏島康男、東端 晃、山崎 丘、石岡憲昭、高橋秀幸
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第29回大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-09-27

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公開日: 2017-01-06  

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