植物分子生物学と水理学の融合による河川流計測のための植物型センサロイドの開発

通过植物分子生物学和水力学的融合，开发用于河流流量测量的植物传感器

• 批准号: 20K21027
• 负责人: 鈴木 洋之
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Hokkai-Gakuen University (2022)Ishikawa National College of Technology (2020-2021)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K21027/
• 关键词: 洪水ストレス; 冠水ストレス; 病害応答; 活性酸素; サリチル酸; ジャスモン酸; 植物型センサロイド; 洪水; 植物ストレス; 河川流; 植物ストレス応答; 制御理論

冠水ストレスおよび流れのある洪水ストレス（以降、洪水ストレス）に対するシロイヌナズナの応答を比較するために、前年度までにRNA-Seqによるトランスクリプトーム解析を行っていた。2023年度はそのデータを詳細に解析すると同時に、結果を確認するためのqRT-PCR解析を行った。冠水ストレスには応答しないものの、洪水ストレスに対し有意に発現が上昇する遺伝子群には、病害応答並びにサリチル酸およびジャスモン酸シグナルの制御に関与するものが多く含まれていた。また、病害応答に関与する遺伝子が多かったことから、活性酸素生成酵素をコードする遺伝子についても調査したところ、RbohC並びに病害応答に関与することがすでにわかっているRbohDおよびRbohF遺伝子の発現が、洪水ストレスに応答して著しく上昇することがわかった。これらの結果から、植物が活性酸素、サリチル酸およびジャスモン酸応答が関与する病害応答機構を介して洪水ストレスに対し応答していることが示された。また、この応答は冠水ストレスでは活性化されないものの、洪水ストレス条件下で特異的に活性化されるメカニズムである可能も示された。さらに、前年度までに洪水ストレスがシロイヌナズナのロゼットの直径に影響を与えることを明らかにしていたが、2022年度にトランスクリプトームの結果と合わせて再度解析したところ、上述したRboh遺伝子がロゼットの直径を決める重要な因子である可能性も示された。これらの結果は2023年6月に行われる国際学会で発表する予定である。なお、この発表は注目される研究としてShort Talk（口頭発表）に選ばれている。

直到上一年进行了RNA-SEQ转录组分析，以比较拟南芥对洪水应力和流动的洪水胁迫的反应（以下称洪水胁迫）。在2023年，对数据进行了详细分析，并进行了QRT-PCR分析以确认结果。尽管没有响应洪水胁迫，但许多对洪水胁迫的表达显着增加的基因涉及疾病反应和水杨酸和茉莉酸信号的调节。此外，由于许多基因参与了疾病反应，因此我们研究了编码反应性氧的酶的基因，发现RBOHD和RBOHF基因的表达已经涉及疾病反应，这些基因响应于洪水应激。这些结果表明，植物通过涉及活性氧，水杨酸和茉莉酸反应的疾病反应机制来应对洪水应激。还表明，这种反应不会被淹没的应力激活，而是在洪水应力条件下特异性激活的机制。此外，上一年表明，洪水应力会影响拟南芥中玫瑰花结的直径，但是当2022年再次分析转录组的结果时，还表明上述RBOH基因可能是确定玫瑰花结直径的重要因素。这些结果计划于2023年6月在国际科学学会上介绍。该演讲被选为简短的演讲（​​口头演讲）作为一项重点研究。

项目成果

Response of Arabidopsis thaliana to flooding with physical flow

拟南芥对物理流洪水的响应

• 发表时间: 2023
• 作者: Nobuhiro Suzuki;Momoko Kaji;Kazuma Katano;Hiroshi Nitta;Ryotaro Yamaji;Rio Shimizu;Shunsuke Shigaki;Hiroyuki Suzuki
• 通讯作者: Hiroyuki Suzuki