植物の熱産生を誘発する環境シグナル受容・伝達機構と適応進化プロセスの解明

阐明环境信号接收和传输机制以及诱导植物产热的适应性进化过程

• 批准号: 20H02917
• 负责人: 稲葉 靖子
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02917/
• 关键词: 発熱植物; 環境シグナル; 適応進化; ミトコンドリア; シアン耐性呼吸酵素

一部の原始的な種子植物には、「光や温度などの環境シグナルを受容して生体内で発熱を誘導する機構」が内在している。発熱植物の大部分はソテツ（裸子植物）とサトイモ科植物（被子植物）が占め、これらの植物はシアン耐性呼吸酵素AOXと呼吸鎖を連携させて発熱を誘導する。しかしながら、AOXはミトコンドリア内膜の内側に埋め込まれた膜タンパク質であり、環境シグナルと熱産生をつなぐ機構は依然として不明である。そこで本研究では、ソテツおよびサトイモ科植物などの主要な発熱植物および発熱形質の異なる近縁属/種を用いて、分子機構と進化プロセスの両面から植物の発熱を誘導する機構の全容解明を目指す。3年目の今年度は、生物系統地理学研究で汎用される生態ニッチモデリングにより、発熱性を持つザゼンソウ（Symplocarpus renifolius）と発熱性がない/微弱なヒメザゼンソウ(S. nipponicus)の過去から現在までの地理的分布および葉緑体DNA・核DNAの系統解析による集団構造を比較から、ザゼンソウの発熱が低温での生存に有利に働いたのかを検証した。その結果、最終氷期において、ヒメザゼンソウの分布は減少し、ザゼンソウの分布は拡大したことが明らかとなった。また、当該2種の集団構造は遺伝的に分節化されており、ザゼンソウの遺伝的多様性はヒメザゼンソウのそれよりも高いことが示された。本研究の結果は、ザゼンソウの花弁の温度上昇が氷河期における分布の拡大に寄与し、寒冷適応による遺伝的多様性が増加したことを示唆するものである。上記の研究と並行して、文部科学省科学研究費助成事業の学術変革領域研究『先進ゲノム支援』と共同で、ザゼンソウおよびヒメザゼンソウ等のゲノム解析研究を推進して、ザゼンソウの新規ゲノム解析およびヒメザゼンソウの全ゲノム再シーケンス解析を行った。

A の original な seed plants に は, "light や temperature な ど の environment シ グ ナ ル を by let し て in raw で 発 thermal induced す を る institutions" が inner し て い る. 発 thermal plants most の は ソ テ ツ (gymnosperms) と サ ト イ モ plants (angiosperms) が め and こ れ ら の plant は シ ア ン patient respiratory enzyme AOX と breathing lock を さ link-up せ て 発 thermal induced す を る. し か し な が ら, AOX は ミ ト コ ン ド リ ア intima medial に の buried め 込 ま れ た membrane タ ン パ ク qualitative で あ り, environmental シ グ ナ ル と produce hot を つ な ぐ institutions still は と し て unknown で あ る. そ こ で this study で は, ソ テ ツ お よ び サ ト イ モ plants な ど の main な 発 thermal plant お よ び 発 thermal character の different な る nearly try / を species with い て, molecular institutions と evolution プ ロ セ ス の struck surface か ら plant の 発 thermal induced す を る institutions の full capacity interpret を refers す. 3 years の our は, biological systems and geography research で domestic さ れ る ecological ニ ッ チ モ デ リ ン グ に よ り, 発 hot sex を つ ザ ゼ ン ソ ウ (Symplocarpus renifolius) と 発 hot が な い / weak な ヒ メ ザ ゼ ン ソ ウ (S). Nipponicus) の past か ら now ま で の geographic distribution of お よ び chloroplast DNA, nuclear DNA の system analytic に よ る set を 団 structure comparison か ら, ザ ゼ ン ソ ウ の 発 hot が low-temperature で の に beneficial に 働 い た の か を 検 card し た. そ の results, final stage 氷 に お い て, ヒ メ ザ ゼ ン ソ ウ の は reduce し, ザ ゼ ン ソ ウ は の distribution company, big し た こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, when the two の set 団 structure は but 伝 に section change さ れ て お り, ザ ゼ ン ソ ウ の but 伝 multiple others は ヒ メ ザ ゼ ン ソ ウ の そ れ よ り も high い こ と が shown さ れ た. の results of this research は, ザ ゼ ン ソ ウ の flower chemical の temperature rise が 氷 river period に お け の る distribution company, big に send and し, cold optimal 応 に よ る but 伝 が raised with many others in sex し た こ と を in stopping す る も の で あ る. Written の research と parallel し て,'s science provincial scientific research help の academic - leather field research into enterprise "advanced ゲ ノ ム support" と で together, ザ ゼ ン ソ ウ お よ び ヒ メ ザ ゼ ン ソ ウ etc. の ゲ ノ ム analytical study を propulsion し て, ザ ゼ ン ソ ウ の new rules ゲ ノ ム parsing お よ び ヒ メ ザ ゼ ン ソ ウ の full ゲ ノ ム again シ ー ケ ン ス parsing line を っ た.

项目成果

Modified SDS-LiCl法を用いたバラ(Rosa x hybrida)の花由来RNA調整法の検討

使用改进的 SDS-LiCl 法研究玫瑰花 (Rosa x Hydrada) 来源的 RNA 制备方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 内徳 聖;高倉 梨央;稲葉 丈人;稲葉 靖子
• 通讯作者: 稲葉 靖子

発熱期ザゼンソウで発現する糖輸送体（SrSWEET）の局在と機能の解析

发热期坐禅庄表达的糖转运蛋白（SrSWEET）的定位和功能分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 大坪雅;塩田拓也;稲葉丈人;稲葉靖子
• 通讯作者: 稲葉靖子

Establishing an efficient protoplast transient expression system for investigation of floral thermogenesis in aroids

• DOI: 10.1007/s00299-021-02806-1
• 发表时间: 2021-10
• 期刊: Plant Cell Reports
• 影响因子: 6.2
• 作者: H. Maekawa;Miyabi Otsubo;Mitsuhiko P. Sato;Tomoko Takahashi;Koichiro Mizoguchi;Daiki Koyamatsu

シロイヌナズナにおける単一B-box 型CONSTANS-LIKE 遺伝子の機能解析

拟南芥中单个B-box型CONSTANS-LIKE基因的功能分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 米田幸誠;上原晋;稲葉靖子;稲葉丈人;鐙麻理，倉本祥吾，稲葉靖子，稲葉丈人
• 通讯作者: 鐙麻理，倉本祥吾，稲葉靖子，稲葉丈人

発熱植物としてのザゼンソウ研究～分子から生態まで～

Zazenso作为产热植物的研究 - 从分子到生态 -

• 发表时间: 2023
• 作者: 稲葉靖子;佐藤光彦;高野(竹中)宏平
• 通讯作者: 高野(竹中)宏平