2013 Fiscal Year Annual Research Report
ＳＴＯＰ１転写因子が制御するマルチストレス耐性の理解と分子育種基盤の構築
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22248006
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
櫻井 望 公益財団法人かずさＤＮＡ研究所, ゲノムバイテク研究室, 研究員 (30392286)
山本 義治 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (50301784)
鈴木 雄二 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (80374974)
井内 聖 独立行政法人理化学研究所, 実験植物開発室, 研究員 (90312256)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 酸性土壌耐性 / アルミニウム / 転写誘導 / 分子育種 |
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| Research Abstract |
酸性土壌の生産性の低さは，世界の食糧生産のボトルネックとなっている。植物は本来，酸性土壌に適応する能力を持つが，作物（つまり本来は酸性土壌に適応・進化したものでない植物）は，酸性土壌に導入した際に感受性を示す場合が多い。
本研究で対象としたSTOP1転写制御システムは，申請者らが発見した転写因子で，酸耐性とアルミニウム耐性（ともに，酸性土壌での根の伸長阻害の原因となる）に関わる遺伝子を制御する，マスタースイッチである。一方，このシステムで制御される有機酸放出現象は，植物免疫を与える有用微生物のリクルーティングにもかかわることが報告されていることから，環境抵抗性の重要なモジュールであると考えられる。最終年度に当たる本年は，このシステムの複雑制御が，多面性を持つ有機酸放出現象に対応するものであること，コケを含む陸上植物が保存するシステムであることを明らかにした。
実際に，この制御システムはアルミニウムイオンに鋭敏に反応して，例えば，耐性遺伝子であるALMT1リンゴ酸トランスポーターの場合，その転写誘導が遺伝子破壊株が生育阻害を受けない低レベルで応答するとともに，鞭毛タンパク質により誘導される（植物免疫に対応する意味を持つ）ことが明らかとなった。これらの複雑制御と鋭敏な転写制御は小麦などの作物でも保存されることも明らかになったことから，今後の作物の品種改良に重要な分子情報を提供できたものと考えている。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Characterization of the complex regulation of AtALMT1 expression in response to phytohormones and other inducers.2013
Author(s)
Kobayashi, Y. Kobayashi, Y., Sugimoto, M., Lakshmanan, V., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H and Koyama, H.
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Journal Title
Plant Physiology
Volume: 162
Pages: 732-740
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Overexpression of AtALMT1 in the Arabidopsis thaliana ecotype Columbia results in enhanced Al-activated malate excretion and beneficial bacterium recruitment.2013
Author(s)
Kobayashi, Y., Lakshmanan, V., Kobayashi, Y., Asai, M., Iuchi, S., Kobayashi, M., Bais, H. P. & Koyama H.
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Journal Title
Plant Signaling & Behavior
Volume: 8
Pages: e-25565
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of AtSTOP1 orthologous genes in tobacco and other plant species.2013
Author(s)
Ohyama, Y., Ito, H., Kobayashi, Y., Ikka, T., Morita, A., Kobayashi, M., Imaizumi, R., Aoki, T., Komatsu, K., Sakata, Y., Iuchi, S. & Koyama, H.
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Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 162
Pages: 1937-1946.
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Characterization of Al-responsive citrate excretion and citrate-transporting MATEs in Eucalyptus camaldulensis.2013
Author(s)
Sawaki,Y., Kihara-Doi, T., Kobayashi, Y., Nishikubo, N., Kawazu, T., Kobayashi, Y., Koyama, H. & Sato S.
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Journal Title
Planta
Volume: 237
Pages: 979-989
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Molecular and physiological analysis of Al3+ and H+ rhizotoxicities at moderately acidic conditions.2013
Author(s)
Kobayashi, Y., Kobayashi, Y., Watanabe, T., Shaff J. E., Ohta, H., Kochian, L. V., Wagatsuma, T., Kinraide, T. B. & Koyama
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Journal Title
Plant Physiol
Volume: 163
Pages: 180-92
DOI
Peer Reviewed
