2021 Fiscal Year Annual Research Report
周囲環境応答としての植物成長特性の力学的最適化の柔軟性
| Project Area | Elucidation of the strategies of mechanical optimization in plants toward the establishment of the bases for sustainable structure system |
|---|
| Project/Area Number |
18H05490
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
藤原 徹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80242163)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
|
| Keywords | 細胞壁 / 力学特性 / 栄養応答 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
植物は栄養条件に応じて成長のパターンを変化させることが知られており、これまで栄養の濃度勾配や細胞壁組成が成長パターン変化に大きな影響を及ぼすことを見出して来ている。植物の根は栄養の獲得と併せて地上部を支え水分を吸収する役割があり、このような栄養に応じた成長パターン変化は根の持つ様々な機能の発現の中で起こるものと考えられ、この成長パターン変化に細胞壁が重要な役割を持つことは、植物の力学性質の関与が示唆される。本研究では植物の栄養や水分環境に対する応答を、分子生物学的や生理学的な理解を深めるとともに、植物組織や細胞の力学的な側面からも理解を深め、これらの解析を統合することを通じて、植物が持つ環境に応じた応答能力の力学的な構造を理解し、新たなモジュール構造等を提案することを目的として進めてきた。
本年度の成果を列挙する。植物の栄養条件に応じた応答については、栄養条件に応じた根の成長パターン変化を示す変異株の原因遺伝子の役割についての解析を進め、栄養条件に応じたパターン変化にオーキシンの分布変化が関連していることを明らかにした。生育中の根の力学的な測定については、栽培条件を変化させたり変異系統についての測定を進めたところ、栄養条件によって根の力学的な特性が変化すること、細胞壁の構成成分が変化した変異株の中には今回開発した測定で得られる力学的特性に影響を及ぼすものとそうでないものがあることが明らかになった。また、AFMを用いた測定を行ったところ、測定されるみかけのヤング率には今回開発した方法と大きな違いがないことが明らかになった。また、植物に力学刺激を与えた時の成長促進については、与える刺激の種類を変化させると影響が異なること、成長促進した植物では特有な元素組成や遺伝子発現パターンが見られることなどが明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
多少の紆余曲折もあるものの、全体としては、植物の力学特性の測定方法の開発からそれを利用した特性変化に影響を及ぼす因子を明らかにし、また力学刺激の植物の成長に及ぼす影響も明らかにするなど、順調に進んでいると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画に従って今後の研究も推進していく予定である。
|
-
-
-
-
[Journal Article] Arabidopsis Glucan Synthase-Like1 (GSL1) Is Required for Tolerance to Low-Calcium Conditions and Exhibits a Function Comparable to GSL102022
Author(s)
Shikanai, Y., Takahashi, S., Enomoto, Y., Yamagami, M., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Kamiya, T. and Fujiwara, T.
-
Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 63(10)
Pages: 1474-1484
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
