2019 Fiscal Year Final Research Report
Spatiotemporal responses and molecular mechanisms of memory in response to drought or temperature stress in plants
| Project Area | Integrative system of autonomous environmental signal recognition and memorization for plant plasticity |
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| Project/Area Number |
15H05960
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 秀臣 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (70582295)
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| Project Period (FY) |
2015-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | シロイヌナズナ / 乾燥ストレス応答 / 高温ストレス応答 / 低温ストレス応答 / シグナル伝達系 / 遺伝子発現制御 / タンパク質キナーゼ / 環境ストレス耐性 |
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to clarify the molecular mechanisms of plant responses under drought and temperature stress conditions and the mechanisms of plant long-term memory in response to stress. We elucidated that plant subclass I SnRK2 kinases activated by osmotic stress regulate mRNA degradation under the stress conditions, and further identified three RAF-like kinases as upstream factors that activate the SnRK2 kinases. We also elucidated the activation mechanisms of the transcription factor DREB2A, which plays important roles in drought and heat stress-inducible gene expression. Furthermore, it was proved that two independent signal transduction pathways exist in the mechanism of cold-inducible gene expression in plants. On the other hand, we also succeeded in identifying the regulatory factors that regulate the activation of the high temperature stress-activated retrotransposon ONSEN.
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| Free Research Field |
植物分子生理学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
環境ストレスを感知した植物は遺伝子発現を制御して耐性を獲得するが、そのシグナル伝達系は植物独自の複雑な制御ネットワークを形成していることを示した。また、遺伝子発現制御と同時に不要なmRNAを分解する系も保持しており、器官間においても情報伝達して耐性を獲得していることを明らかにした。これらの研究はNature PlantsやNature Commun.やPNASなどのレベルの高い学術誌に掲載された。また、同定された遺伝子は環境ストレス耐性作物開発のために利用できると考えられ、地球環境劣化に対応した食料問題や環境問題の解決に貢献できると期待される。
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