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植物の葉器官のサイズ制御を司る内生代謝プログラムの解明

阐明控制植物叶器官大小的内源代谢程序

基本信息

批准号：
20J20901
负责人：
多部田弘光
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

葉器官を構成する細胞の数が減少した場合、それを相補するかのように葉肉細胞が顕著に肥大する「補償作用」という現象が知られている。この現象は、未だに解明されていない「葉面積制御機構」の解明に資すると期待されている現象である。植物の葉は主な可食部となるため、その面積制御機構の解明は、基本的な生命現象の理解だけでなく、農学的な観点から社会活動にまで波及的な効果を及ぼすと期待できる。そこで本課題では、典型的な補償作用を示すfugu5変異体を用いて、当該現象の分子メカニズム解明に取り組み、葉を構成する細胞数と細胞サイズの協調を担う鍵因子群を同定することを目指した。昨年度はfugu5の子葉における三次元相関代謝ネットワークを構築することで、大規模時系列代謝データを整理し、fugu5の補償的細胞肥大に関与すると考えられる代謝産物の候補を複数見出した。その結果を受け、今年度は、同定された複数の鍵代謝産物候補がどのように葉面積制御に資するのかを解明するため、トランスクリプトーム解析に着手した。得られたデータを昨年度までに得られたメタボロームデータと統合し、時系列大規模マルチオミクス解析を行ったところ、アブラナ科に特徴的なインドールグルコシノレートがfugu5において顕著に合成・分解されていることを見出した。また、その分解代謝系を遺伝子発現データより整理すると、分解産物は代謝的再利用を受け、オーキシンへと変換されていることが示唆された。実際に、当該代謝産物を蓄積させた場合、fugu5の細胞サイズは顕著に肥大した。よって、本研究課題によって得られた一連のデータより、植物の生体防御に資すると報告されているインドールグルコシノレートとその分解経路が、葉面積制御にも重要な働きをもつ「機能性代謝産物」であることを特定し、葉面積制御機構に資する鍵因子群の推定に資する成果を得ることができた。

When the number of cells in leaf organs is reduced, the phenomenon of "compensation" of mesophyll cells is known This phenomenon has not been explained in detail. The explanation of leaf area control mechanism is expected to be explained in detail. The main edible part of the plant leaves, the understanding of the basic life phenomenon, the social activities of agriculture, the impact of fruit and expectations This topic shows the typical compensatory effect of five different kinds of factors, and indicates that when the molecular structure of this phenomenon is explained, the number of cells and the coordination of cell structure are determined. A number of candidate metabolites were identified for the three-dimensional metabolism of fugu5 in the past year, and for the large-scale metabolism of fugu5 in the future. The results of this study are summarized in Table 1. In the past year, we have obtained the results of the large-scale analysis of the characteristics of the science and technology. In addition, the decomposition of the metabolic system is carried out in a variety of ways. In the meantime, when the metabolite accumulates, the fugu5 cells become hypertrophic. This research topic has been reported on a series of data on plant defense, plant decomposition, leaf area control, and estimation of key factor groups for specific leaf area control mechanisms.

项目成果

期刊论文数量（30）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

器官サイズや代謝制御におけるピロフォスファターゼPPsPase1の役割の解明

阐明焦磷酸酶 PPsPase1 在器官大小和代谢控制中的作用

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
東條宏史,多部田弘光,平井優美;Ferjani Ali
通讯作者：
Ferjani Ali

MpPGDH-mediated serine synthesis is essential for plant growth in the dark and for sexual reproduction in Marchantia polymorpha

MpPGDH 介导的丝氨酸合成对于植物在黑暗中的生长和地钱的有性繁殖至关重要

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mengyao Wang;Hiromitsu Tabeta;Kinuka Ohtaka;Ayuko Kuwahara;Kiminori Toyooka;Mayuko Sato;Mayumi Wakazaki;Hiromichi Akashi;Yoriko Matsuda;Takayuki Kohchi;Ryuichi Nishihama;Ali Ferjani;Masami Yokota Hirai
通讯作者：
Masami Yokota Hirai

ピロリン酸の過剰蓄積が葉の発生に及ぼす影響は細胞自立的な性質を持つ

焦磷酸盐过量积累对叶片发育的影响是细胞自主的

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Akito Nakai;Takayuki Tanaka;Atsuhiro Osuka;郡司玄，川出健介，多部田弘光，堀口吾朗，浅岡真理子，及川彰，平井優美，塚谷裕一，Ferjani Ali
通讯作者：
郡司玄，川出健介，多部田弘光，堀口吾朗，浅岡真理子，及川彰，平井優美，塚谷裕一，Ferjani Ali

メタボローム解析を用いた細胞数と細胞サイズの協調性を担う因子の同定

使用代谢组分析鉴定负责协调细胞数量和细胞大小的因素

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
多部田弘光;佐藤心郎;郡司玄;塚谷裕一;平井優美;フェルジャニアリ
通讯作者：
フェルジャニアリ

シロイヌナズナの初期発生及びピロリン酸恒常性におけるPPsPase1，VHP2;1，VHP2:2の役割の解明

阐明 PPsPase1、VHP2;1 和 VHP2:2 在拟南芥早期发育和焦磷酸盐稳态中的作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
A. Nakai;H. Saito;H. Yorimitsu;T. Tanaka;A. Osuka;東條宏史，多部田弘光，平井優美，JavotHelene，AliFerjani
通讯作者：
東條宏史，多部田弘光，平井優美，JavotHelene，AliFerjani