2021/05/06 更新

写真a

カナオカ マサヒロ
金岡 雅浩
KANAOKA, Masahiro
所属
大学院理学研究科 生命理学専攻 機能調節学 講師
大学院担当
大学院理学研究科
学部担当
理学部 生命理学科
職名
講師

学位 1

  1. 博士(理学) ( 2006年3月   京都大学 ) 

研究キーワード 3

  1. 気孔

  2. 細胞間シグナリング

  3. 受精

研究分野 3

  1. ライフサイエンス / 進化生物学

  2. その他 / その他  / 発生生物学

  3. その他 / その他  / 植物生理・分子

現在の研究課題とSDGs 2

  1. 花粉管ガイダンス分子に着目した植物有性生殖機構の多様性と分子メカニズムの解析

  2. 植物の水環境適応に関する分子メカニズムの解明

経歴 4

  1. 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻機能調節学講座生殖分子情報学研究室講師

    2015年10月 - 現在

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    国名:日本国

  2. 名古屋大学大学院理学研究科生命理学専攻 助教

    2007年10月 - 2015年9月

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    国名:日本国

  3. リサーチフェロー

    2006年4月 - 2007年9月

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    国名:アメリカ合衆国

  4. 日本学術振興会特別研究員(DC1)

    2002年4月 - 2005年3月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 京都大学   理学研究科   生物学専攻

    2002年4月 - 2006年3月

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    国名: 日本国

  2. 京都大学   理学研究科   生物学専攻

    2000年4月 - 2002年3月

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    国名: 日本国

  3. 京都大学   理学部

    1996年4月 - 2000年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 2

  1. 日本植物生理学会

  2. 日本植物学会

 

論文 33

  1. Adaptive reduction of male gamete number in the selfing plant Arabidopsis thaliana 査読有り 国際共著

    Tsuchimatsu Takashi, Kakui Hiroyuki, Yamazaki Misako, Marona Cindy, Tsutsui Hiroki, Hedhly Afif, Meng Dazhe, Sato Yutaka, Stadler Thomas, Grossniklaus Ueli, Kanaoka Masahiro M., Lenhard Michael, Nordborg Magnus, Shimizu Kentaro K.

    NATURE COMMUNICATIONS   11 巻 ( 1 )   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-020-16679-7

    Web of Science

  2. Fine-scale empirical data on niche divergence and homeolog expression patterns in an allopolyploid and its diploid progenitor species 査読有り 国際共著

    Akiyama Reiko, Sun Jianqiang, Hatakeyama Masaomi, Lischer Heidi E. L., Briskine Roman V., Hay Angela, Gan Xiangchao, Tsiantis Miltos, Kudoh Hiroshi, Kanaoka Masahiro M., Sese Jun, Shimizu Kentaro K., Shimizu-Inatsugi Rie

    NEW PHYTOLOGIST   229 巻 ( 6 )   2021年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/nph.17101

    Web of Science

  3. Artificial selection reveals the role of transcriptional constraints in the maintenance of life history variation 査読有り 国際共著

    Pick Joel L., Hatakeyama Masaomi, Ihle Kate E., Gasparini Julien, Haussy Claudy, Ishishita Satoshi, Matsuda Yoichi, Yoshimura Takashi, Kanaoka Masahiro M., Shimizu-Inatsugi Rie, Shimizu Kentaro K., Tschirren Barbara

    EVOLUTION LETTERS   4 巻 ( 3 ) 頁: 200 - 211   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/evl3.166

    Web of Science

  4. Comparison of mechanisms of reproductive interference in Taraxacum

    Takemori Akane, Naiki Akiyo, Takakura Ko-Ichi, Kanaoka Masahiro M., Nishida Sachiko

    ANNALS OF BOTANY   123 巻 ( 6 ) 頁: 1017 - 1027   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/aob/mcz007

    Web of Science

  5. Environmental sensing and morphological plasticity in plants

    Mizutani Miya, Kanaoka Masahiro M.

    SEMINARS IN CELL & DEVELOPMENTAL BIOLOGY   83 巻   頁: 69-77   2018年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.semcdb.2017.10.029

    Web of Science

  6. Cell-cell communications and molecular mechanisms in plant sexual reproduction 招待有り 査読有り

    Kanaoka Masahiro M.

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH   131 巻 ( 1 ) 頁: 37 - 47   2018年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10265-017-0997-2

    Web of Science

  7. ANTH domain-containing proteins are required for the pollen tube plasma membrane integrity via recycling ANXUR kinases

    Muro Keita, Matsuura-Tokita Kumi, Tsukamoto Ryoko, Kanaoka Masahiro M., Ebine Kazuo, Higashiyama Tetsuya, Nakano Akihiko, Ueda Takashi

    COMMUNICATIONS BIOLOGY   1 巻   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s42003-018-0158-8

    Web of Science

  8. Exocytosis-coordinated mechanisms for tip growth underlie pollen tube growth guidance

    Luo Nan, Yan An, Liu Gang, Guo Jingzhe, Rong Duoyan, Kanaoka Masahiro M., Xiao Zhen, Xu Guanshui, Higashiyama Tetsuya, Cui Xinping, Yang Zhenbiao

    NATURE COMMUNICATIONS   8 巻   2017年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/s41467-017-01452-0

    Web of Science

  9. Variation in the strength of reproductive interference from an alien congener to a native species in Taraxacum

    Nishida Sachiko, Hashimoto Keisuke, Kanaoka Masahiro M., Takakura Ko-Ichi, Nishida Takayoshi

    JOURNAL OF PLANT RESEARCH   130 巻 ( 1 ) 頁: 125-134   2017年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10265-016-0865-5

    Web of Science

  10. Pollen–pistil interactions in reproductive interference: comparisons of heterospecific pollen tube growth from alien species between two native Taraxacum species 査読有り

    Nishida S, Kanaoka MM, Hashimoto K, Takakura K-I, Nishida T

    Functional Ecology     2013年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/1365-2435.12165

  11. A microfluidic device for quantitative analysis of chemoattraction in plants 査読有り

    Horade M, Kanaoka MM, Kuzuya M, Higashiyama T, Kaji N

    RSC Advances     2013年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1039/C3RA42804D

  12. Acquisition of LURE-binding activity at the pollen tube tip of Torenia fournieri. 査読有り

    Okuda S, Suzuki T, Kanaoka MM, Mori H, Sasaki N, Higashiyama T

    Molecular plant   6 巻   頁: 1074-1090   2013年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/mp/sst050

  13. Arabidopsis homeodomain-leucine zipper IV proteins promote stomatal development and ectopically induce stomata beyond the epidermis. 査読有り

    Peterson KM, Shyu C, Burr CA, Horst RJ, Kanaoka MM, Omae M, Sato Y, Torii KU

    Development (Cambridge, England)   140 巻   頁: 1924-1935   2013年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1242/dev.090209

  14. Direct interaction of ligand-receptor pairs specifying stomatal patterning 査読有り

    Jin Suk Lee, Takeshi Kuroha, Marketa Hnilova, Dmitriy Khatayevich, Masahiro M Kanaoka, Jessica M McAbee, Mehmet Sarikaya, Candan Tamerler, Keiko U Torii

    Genes & Development   26 巻 ( 2 ) 頁: 126-136   2012年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  15. Title Differential effects of reproductive interference by an alien congener on native Taraxacum species 査読有り

    Sachiko Nishida, Koh-Ichi Takakura, Takayoshi Nishida, Takashi Matsumoto, Masahiro M Kanaoka

    Biological Invasions     頁: 1-9   2012年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  16. Expression of< i> Arabidopsis</i> callose synthase 5 results in callose accumulation and cell wall permeability alteration 査読有り

    Bo Xie, Yunfei Deng, Masahiro M Kanaoka, Kiyotaka Okada, Zonglie Hong

    Plant Science   183 巻   頁: 1-8   2011年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  17. Identification and characterization of TcCRP1, a pollen tube attractant from Torenia concolor 査読有り

    Masahiro M Kanaoka, Nao Kawano, Yoshiyuki Matsubara, Daichi Susaki, Satohiro Okuda, Narie Sasaki, Tetsuya Higashiyama

    Annals of Botany   108 巻 ( 4 ) 頁: 739-747   2011年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  18. DNA packaging proteins Glom and Glom2 coordinately organize the mitochondrial nucleoid of Physarum polycephalum 査読有り

    Kie Itoh, Akiko Izumi, Toshiyuki Mori, Naoshi Dohmae, Ryoko Yui, Katsura Maeda-Sano, Yuki Shirai, Masahiro M Kanaoka, Tsuneyoshi Kuroiwa, Tetsuya Higashiyama, Mamoru Sugita, Kimiko Murakami-Murofushi, Shigeyuki Kawano, Narie Sasaki

    Mitochondrion   11 巻 ( 4 ) 頁: 575–586   2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  19. Live-cell imaging reveals the dynamics of two sperm cells during double fertilization in Arabidopsis thaliana 査読有り

    Yuki Hamamura, Chieko Saito, Chie Awai, Daisuke Kurihara, Atsushi Miyawaki, Tsuyoshi Nakagawa, Masahiro M Kanaoka, Narie Sasaki, Akihiko Nakano, Frédéric Berger, Tetsuya Higashiyama

    Current Biology   21 巻 ( 6 ) 頁: 497–502   2011年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  20. Isolation of gametophytic cells and identification of their cell-specific markers in Torenia fournieri, T. concolor and Lindernia micrantha 査読有り

    Nao Kawano, Daichi Susaki, Narie Sasaki, Tetsuya Higashiyama, Masahiro M Kanaoka

    Cytologia   76 巻 ( 2 ) 頁: 177-184   2011年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  21. Technical Note: Isolation of Intact Gametophytic Protoplasts from Torenia and Lindernia Species 招待有り 査読有り

    Masahiro M Kanaoka

    Cytologia   76 巻 ( 2 ) 頁: 109   2011年

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  22. FERONIA as an upstream receptor kinase for polar cell growth in plants 招待有り

    MM Kanaoka, KU Torii

    Proceedings of the National Academy of Sciences   107 巻 ( 41 ) 頁: 17461-17462   2010年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  23. Dysregulation of cell-to-cell connectivity and stomatal patterning by loss-of-function mutation in Arabidopsis CHORUS (GLUCAN SYNTHASE-LIKE 8) 査読有り

    Jessica M Guseman, Jin Suk Lee, Naomi L Bogenschutz, Kylee M Peterson, Rebecca E Virata, Bo Xie, Masahiro M Kanaoka, Zonglie Hong, Keiko U Torii

    Development   137 巻 ( 10 ) 頁: 1731-1741   2010年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. New protein PhyMN34 with an exonuclease motif localizes in the mitochondrial nucleoid periphery of Physarum polycephalum 査読有り

    Kie ITOH, Akiko IZUMI, Toshiyuki MORI, Naoshi DOHMAE, Ryoko YUI, Katsura SANO, Masahiro M. KANAOKA, Haruko KUROIWA, Tsuneyoshi KUROIWA, Tetsuya HIGASHIYAMA, Kimiko MURAKAMI-MUROFUSHI, Narie SASAKI, and Shigeyuki KAWANO

    Cytologia     頁: in press   2009年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  25. 花粉管ガイダンス物質の同定と種間多様性 招待有り

    金岡雅浩、東山哲也

    ブレイン テクノニュース   ( 135 ) 頁: 15-20   2009年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語  

    被子植物の生殖過程では,雄の配偶体である精細胞が花粉管によって雌の配偶体である胚のうへと運ばれ,受精が起こる。花粉管を胚のうへ導くガイダンスシグナルが想定されていたが,その分子的実体は謎であった。我々は胚のうが突出したユニークな植物トレニアを用いて,助細胞から分泌される花粉管ガイダンス物質LURE1, LURE2 を同定した。本稿では, LURE の分子進化が種分化に関与する可能性についても考察する。

  26. *Defensin-like polypeptide LUREs are pollen tube attractants secreted from synergid cells. 査読有り

    Okuda S, Tsutsui H, Shiina K, Sprunck S, Takeuchi H, Yui R, Kasahara RD, Hamamura Y, Mizukami A, Susaki D, Kawano N, Sakakibara T, Namiki S, Itoh K, Otsuka K, Matsuzaki M, Nozaki H, Kuroiwa T, Nakano A, Kanaoka MM, Dresselhaus T, Sasaki N, Higashiyama T.

    Nature   458 巻   頁: 357-361   2009年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    For more than 140 years, pollen tube guidance in flowering plants has been thought to be mediated by chemoattractants derived from target ovules. However, there has been no convincing evidence of any particular molecule being the true attractant that actually controls the navigation of pollen tubes towards ovules. Emerging data indicate that two synergid cells on the side of the egg cell emit a diffusible, species-specific signal to attract the pollen tube at the last step of pollen tube guidance. Here we report that secreted, cysteine-rich polypeptides (CRPs) in a subgroup of defensin-like proteins are attractants derived from the synergid cells. We isolated synergid cells of Torenia fournieri, a unique plant with a protruding embryo sac, to identify transcripts encoding secreted proteins as candidate molecules for the chemoattractant(s). We found two CRPs, abundantly and predominantly expressed in the synergid cell, which are secreted to the surface of the egg apparatus. Moreover, they showed activity in vitro to attract competent pollen tubes of their own species and were named as LUREs. Injection of morpholino antisense oligomers against the LUREs impaired pollen tube attraction, supporting the finding that LUREs are the attractants derived from the synergid cells of T. fournieri.

  27. 花粉管誘引物質ルアーの発見

    東山哲也、奥田哲弘、筒井大貴、椎名恵子、武内秀憲、金岡雅浩、佐々木成江

    日本農芸化学会   47 巻 ( 9 ) 頁: 617-623   2009年

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    記述言語:日本語  

  28. *SCREAM/ICE1 and SCREAM2 specify three cell-state transitional steps leading to arabidopsis stomatal differentiation. 査読有り

    Kanaoka MM, Pillitteri LJ, Fujii H, Yoshida Y, Bogenschutz NL, Takabayashi J, Zhu JK, Torii KU

    Plant Cell   20 巻 ( 7 ) 頁: 1775-85   2008年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Differentiation of specialized cell types in multicellular organisms requires orchestrated actions of cell fate determinants. Stomata, valves on the plant epidermis, are formed through a series of differentiation events mediated by three closely related basic-helix-loop-helix proteins: SPEECHLESS (SPCH), MUTE, and FAMA. However, it is not known what mechanism coordinates their actions. Here, we identify two paralogous proteins, SCREAM (SCRM) and SCRM2, which directly interact with and specify the sequential actions of SPCH, MUTE, and FAMA. The gain-of-function mutation in SCRM exhibited constitutive stomatal differentiation in the epidermis. Conversely, successive loss of SCRM and SCRM2 recapitulated the phenotypes of fama, mute, and spch, indicating that SCRM and SCRM2 together determined successive initiation, proliferation, and terminal differentiation of stomatal cell lineages. Our findings identify the core regulatory units of stomatal differentiation and suggest a model strikingly similar to cell-type differentiation in animals. Surprisingly, map-based cloning revealed that SCRM is INDUCER OF CBF EXPRESSION1, a master regulator of freezing tolerance, thus implicating a potential link between the transcriptional regulation of environmental adaptation and development in plants.

  29. Food conditions, competitive regime, and female social relationships in Japanese macaques: within-population variation on Yakushima. 査読有り

    Hanya G, Matsubara M, Hayaishi S, Zamma K, Yoshihiro S, Kanaoka MM, Sugaya S, Kiyono M, Nagai M, Tsuriya Y, Hayakawa S, Suzuki M, Yokota T, Kondo D, Takahata Y

    Primates   49 巻 ( 2 ) 頁: 116-125   2008年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Feeding conditions, competitive regime, and female social relationships of Japanese macaques (Macaca fuscata) on Yakushima were compared between the two habitats at two different altitudes (coniferous forest, 1,000-1,200 m and coastal forest, 0-200 m). Fruit availability was higher in the coastal forest. There was no consistent difference in the frequency of agonistic interactions within a group during feeding between the two habitats. The coastal forest evoked stronger inter-group contest competition compared to the coniferous forest as evidenced by a higher inter-group encounter rate and a higher proportion of aggressive encounters to non-aggressive ones. Birth rate was higher in larger groups compared to smaller ones in the coastal forest, but did not differ in the coniferous forest. In spite of these differences in competitive regime, no variation in female social relationships was observed, such as direction and concentration on particular individuals in grooming, linearity in dominance rank, counter-attack, and support of juvenile kin during agonistic interactions. The present results indicate that the female social relationships of Japanese macaques are robust and do not change according to changes in the current environment.

  30. Stomatal development: three steps for cell-type differentiation. 招待有り

    Torii KU, Kanaoka MM, Pillitteri LJ, Bogenschutz NL.

    Plant Signal Behav.   2 巻 ( 4 ) 頁: 311-313   2007年7月

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    記述言語:英語  

    Stomata are microscopic pores on the plant epidermis that act as a major passage for the gas and water vapor exchange between a plant and the atmosphere. A pair of specialized guard cells work in concert to adjust pore size to maintain gas exchange while minimizing the water loss. The formation of stomata requires a series of cell-fate transitions from an initial meristemoid mother cell (MMC), to a stem-cell-like precursor meristemoid, to a guard mother cell (GMC), and finally to terminally-differentiated guard cells. Three closely-related Arabidopsis basic helix-loop-helix (bHLH) genes SPEECHLESS (SPCH), MUTE, and FAMA act sequentially at each key step to direct cell-fate transitions during stomatal development. In this addendum, we propose that a three-step relay of the three bHLHs establishes the molecular framework for stomatal differentiation. Specific expression patterns as well as protein domain structure and dimerization partners of each stomatal bHLH protein may determine the specific function as a key switch in each regulatory node.

  31. *An Arabidopsis Rhomboid homolog is an intramembrane protease in plants. 査読有り

    Kanaoka MM, Urban S, Freeman M, Okada K

    FEBS Letters   579 巻 ( 25 ) 頁: 5723-5728   2005年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Regulated intramembrane proteolysis (RIP) is a fundamental mechanism for controlling a wide range of cellular functions. The Drosophila protein Rhomboid-1 (Rho-1) is an intramembrane serine protease that cleaves epidermal growth factor receptor (EGFR) ligands to release active growth factors. Despite differences in the primary structure of Rhomboid proteins, the proteolytic activity and substrate specificity of these enzymes has been conserved in diverse organisms. Here, we show that an Arabidopsis Rhomboid protein AtRBL2 has proteolytic activity and substrate specificity. AtRBL2 cleaved the Drosophila ligands Spitz and Keren, but not similar proteins like TGFalpha, when expressed in mammalian cells, leading to the release of soluble ligands into the medium. These studies provide the first evidence that the determinants of RIP are present in plants.

  32. Comparisons of food availability and group density of Japanese macaques in primary, naturally regenerated, and plantation forests. 査読有り

    Hanya G, Zamma K, Hayaishi S, Yoshihiro S, Tsuriya Y, Sugaya S, Kanaoka MM, Hayakawa S, Takahata Y

    American Journal of Primatology   66 巻 ( 3 ) 頁: 245-262   2005年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    We compared food availability and group density of Japanese macaques in Yakushima, southern Japan, among primary forest and two habitats that had been disturbed by logging and had different regeneration histories. The study was conducted in an undisturbed national park, forest that was logged 7-18 years ago and later naturally regenerated, and forest that was logged 19-27 years ago and later planted with Japanese cedar (Cryptomeria japonica) trees. The plantation forest was primarily composed of large Cryptomeria japonica trees at low stand density, while the naturally regenerated forest was composed of many small trees. The total basal area and number of trees in the primary forest were comparable to those in the plantation forest. Annual fruit production was greatest in the naturally regenerated forest, intermediate in the primary forest, and negligible in the plantation forest. Herb availability was high in the naturally regenerated forest, but low in the primary and plantation forests. The group density of Japanese macaques was high in the naturally regenerated forest, intermediate in the primary forest, and low in the plantation forest. Since group size in the naturally regenerated forest was small, individual density was almost the same as in the primary forest. These results suggest that the effects of regeneration on macaques vary between the two habitats. The plantation forest consisted mostly of Cryptomeria japonica, which supplies only flowers as food in a limited season, and had a lower density of macaques. On the other hand, in the naturally regenerated forest, fruit production and herb availability were high (probably because of the enhanced light conditions after logging), and the density of macaques was as high as in the primary forest.

  33. *Two callose synthases, GSL1 and GSL5, play an essential and redundant role in plant and pollen development and in fertility. 査読有り

    Enns LC, Kanaoka MM, Torii KU, Comai L, Okada K, Cleland RE

    Plant Molecular Biology   58 巻 ( 3 ) 頁: 333-349   2005年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Callose, a beta-1,3-glucan that is widespread in plants, is synthesized by callose synthase. Arabidopsis thaliana contains a family of 12 putative callose synthase genes (GSL1-12). The role of callose and of the individual genes in plant development is still largely uncertain. We have now used TILLING and T-DNA insertion mutants (gsl1-1, gsl5-2 and gsl5-3) to study the role of two closely related and linked genes, GSL1 and GSL5, in sporophytic development and in reproduction. Both genes are expressed in all parts of the plant. Sporophytic development was nearly normal in gsl1-1 homozygotes and only moderately defective in homozygotes for either of the two gsl5 alleles. On the other hand, plants that were gsl1-1/+ gsl5/gsl5 were severely defective, with smaller leaves, shorter roots and bolts and smaller flowers. Plants were fertile when the sporophytes had either two wild-type GSL1 alleles, or one GSL5 allele in a gsl1-1 background, but gsl1-1/+ gsl5/gsl5 plants produced an extremely reduced number of viable seeds. A chromosome with mutations in both GSL1 and GSL5 rendered pollen infertile, although such a chromosome could be transmitted via the egg. As a result, it was not possible to obtain plants that were homozygous for mutations in both the GSL genes. Pollen grain development was severely affected in double mutant plants. Many pollen grains were collapsed and inviable in the gsl1-1/gsl1-1 gsl5/+ and gsl1-1/+ gsl5/gsl5 plants. In addition, gsl1-1/+ gsl5/gsl5 plants produced abnormally large pollen with unusual pore structures, and had problems with tetrad dissociation. In this particular genotype, while the callose wall formed around the pollen mother cells, no callose wall separated the resulting tetrads. We conclude that GSL1 and GSL5 play important, but at least partially redundant roles in both sporophytic development and in the development of pollen.

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書籍等出版物 2

  1. 植物ゲノム科学辞典

    駒嶺穆 ・斉藤和季 ・田畑哲之 ・藤村達人 ・町田泰則 ・三位正洋 編( 担当: 共著)

    朝倉書店  2009年1月 

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    記述言語:日本語

    分子生物学や遺伝子工学等の進歩とともに,植物ゲノム科学は研究室を飛び越え私たちの社会生活にまで広範な影響を及ぼすようになった。とはいえ用語や定義の混乱もあり,総括的な辞典が求められていた。本書は重要なキーワード1800項目を50音順に解説した最新・最強の「活用する」辞典。〔内容〕アブジシン酸/アポトーシス/RNA干渉/AMOVA/アンチセンスRNA/アントシアニン/一塩基多型/遺伝子組換え作物/遺伝子系統樹/遺伝地図/遺伝マーカー/イネゲノム/他

  2. 植物の生化学・分子生物学

    杉山達夫 監修岡田清孝,内藤 哲,中村研三,長谷俊治,福田裕穂,前島正義 監訳( 担当: 共著)

    学会出版センター  2005年5月 

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    記述言語:日本語

    アメリカ植物生理学会が中心になって刊行された待望のテキストの邦訳。

講演・口頭発表等 3

  1. トマト胚珠で発現する遺伝子の解析と 花粉管誘引アッセイ系の開発

    金岡雅浩、久林加奈、東山哲也

    第84回植物学会大会  2020年9月19日  日本植物学会

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    開催年月日: 2020年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(一般)  

    開催地:名古屋大学   国名:日本国  

  2. 気孔の発生過程を制御するマスター因子

    金岡雅浩、鳥居啓子

    日本植物学会第72回大会 

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    開催年月日: 2008年9月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

  3. シロイヌナズナにおける受精過程の分子遺伝学的解析

    第45回日本植物生理学会年会 

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    開催年月日: 2003年3月

    記述言語:日本語   会議種別:口頭発表(招待・特別)  

    国名:日本国  

科研費 14

  1. バラ科サクラ属に特異な自己認識型自家不和合性機構の解明とその園芸育種学的応用研究

    研究課題/研究課題番号:19H00941  2019年4月 - 2024年3月

    田尾 龍太郎

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:3250000円 ( 直接経費:2500000円 、 間接経費:750000円 )

    バラ科サクラ属果樹の多くが示す自家不和合性は,栽培と育種の大きな障壁となっている.本研究では,不和合反応の枢要を担う花粉S因子とS-RNase不活化因子の機能を明らかにし,さらに不和合性花粉側共通因子の機能も明確にする.これらを通じ,分類学上広範な植物が共有するS-RNase依存性配偶体型自家不和合性機構において,如何にしてサクラ属に特異な認識機構が成立したのかという進化遺伝学上の謎を解明し,さらにその不和合性認識機構の分子基盤を明らかにする.本研究は,研究過程で開発された技術と得られた新知見を応用し,自家不和合性を人為制御するための栽培技術や育種法の開発を行う包括的園芸科学研究である.
    研究初年度の本年度は以下の項目について検討し,以下の実績を得た.
    (共通反応に関する仮説検証実験)サクラ属に特異的に存在するM locus GST(MGST)は雌ずいS因子S-RNaseのフォールディングに機能し,S-RNaseの花粉管内での活性化と細胞毒性の発揮を担うと予測している.この仮説検証のため, 必要な組換えMGSTを大腸菌を用いて作製するとともに,MGSTのペプチド抗体を作製した.さらに花粉および花粉管のトランスクリプトーム解析も行った.
    (和合反応に関する仮説検証実験)サクラ属のS locus F-box likes(SLFLs)はS-RNaseを不活化するジェネラルインヒビターとして働くと想定しており,SLFL2がその最有力候補であると想定しているが,ジェネラルインヒビターとして働く他のタンパク質が存在する可能性もある.そこで,オウトウのゲノムデータからSLFLおよびSFBの相同配列を検索して,S-RNaseとの結合能を調査したところ,SFB様タンパク質もS-RNaseと結合能を示すことを明らかにした.
    (不和合反応に関する仮説検証実験)MGSTの存在下でのS-RNaseとSFBの相互作用を検証するために,本年度は,上記の通り,MGSTの組換えタンパク質の作製と抗体の作製を行った.またSFB-S4およびSFBS6を花粉で発現する組換えタバコの作出に着手した.
    (組換え花粉を用いた証明実験)MGST, SLFL, SFBの生化学的調査に基づく上記の検証実験に加え,MGST, SLFL, SFBのアンチセンスオリゴを用いたノックダウン実験を行うために,サクラ属花粉における至適条件を明らかにした.またin vitro花粉管伸長試験による不和合性反応再現系を開発した.さらに効率的に実験を行うために,不和合反応を再現するためのマイクロデバイスのデザインに着手し,一定の成果を得た.
    年度の初めに計画した実験のほとんど全てを実行することができ,また一定の成果を得たので,おおむね順調に研究が進んでいると判断した.
    分類学上広範な植物が共有するS-RNase依存性配偶体型自家不和合性認識機構において,如何にしてサクラ属においてのみ異なる特異な認識機構が成立したのかという進化遺伝学上の問いに一定の答えを出すためには,MGSTの機能解明が鍵となる.また新しい実験系の開発も必須であり,不和合性反応の再現系やアンチセンスオリゴを用いた遺伝子発現制御系の開発も必要となるので,これらに注力して研究を進めていく.また同時に,得られた成果を応用して行う実用的な技術開発のための研究も進めていく.

  2. 新規花粉管誘引因子の探索と花粉管誘引因子の機能的多様性の解明

    研究課題/研究課題番号:19K06706  2019年4月 - 2022年3月

    金岡 雅浩

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    細胞間コミュニケーションに関わる分子メカニズムを明らかにすることは、植物科学のみならず基礎生物学において重要な課題である。本研究では花粉管(♂)と雌しべ(♀)の細胞間でのコミュニケーションにおいて鍵となる花粉管誘引因子に着目する。本研究の学術的独自性は、複数の植物種を用いて、花粉管誘引因子の構造の共通性・多様性の解明を目指すところにあり、植物生殖研究に大きく貢献すると期待される。
    生物の種が維持されるためには、同種の配偶体を選別して受精することが重要である。被子植物の雌性配偶体は、花粉管の伸長や誘引を制御するシグナル分子を分泌し、同種の花粉管を選択的に受け入れる。これまでに、トレニア・シロイヌナズナという2種の植物の花粉管誘引因子LUREのアミノ酸配列を部分的に入れ替えることで別種の花粉管を誘引できることを明らかにし、またトレニアにおいて新規誘引因子CALL1を発見した。
    本研究は、(1) 重要な作物種において花粉管誘引やin vitro受精を達成する実験系を確立し、(2) 花粉管の伸長を制御する誘引因子を同定すること、(3) 複数種由来の誘引因子の構造活性相関解析から、誘引活性を示すための構造の共通性、活性に種特異性をもたらすための構造の多様性について明らかにすること、を目的とする。これらの解析を通じて、花粉管の伸長や誘引を制御する因子の構造と機能について理解を深める。
    これまでに(1)について、培地や培養方法の検討から、トマトでのin vitro花粉管誘引実験系の構築に成功した。この方法を用いて、トマトの異なる品種間での、in vitro花粉管誘引に成功した。また(2)について、トマト胚珠のトランスクリプトーム解析より、胚のうで発現する遺伝子を同定することができた。そのうちある遺伝子はin situ mRNA hybridizationにより助細胞で強く発現していることが確認できた。この遺伝子は受精に関与している可能性が高いと期待している。
    本研究は(1) 重要な作物種において花粉管誘引やin vitro受精を達成する実験系を確立し、(2) 花粉管の伸長を制御する誘引因子を同定すること、(3) 複数種由来の誘引因子の構造活性相関解析から、誘引活性を示すための構造の共通性、活性に種特異性をもたらすための構造の多様性について明らかにする、の3つのテーマから成る。(3)のテーマの達成のためには、(1)と(2)のテーマの進展が必要不可欠である。これまでに(1)の培養系の確立と、(2)の候補遺伝子の探索がすすんだため、本研究課題はおおむね順調に進捗していると考えている。
    (1)について、同じ培地がトマト以外の種についても使えるか検討する。まずはトマトと同じナス科の植物を用いて検討する。
    (2)について、候補遺伝子のノックアウト株を作成し、受精における表現型を観察する。
    (2)の進捗により、(3)のテーマにとりかかる。

  3. 異種ゲノムの重複がもたらす植物の表現型可塑性を担う発生システムの構成的理解

    研究課題/研究課題番号:16KT0066  2016年7月 - 2020年3月

    金岡 雅浩

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

    環境に応答した遺伝子発現と発生システムの変化を明らかにすることは、植物の生存戦略を理解する上で重要な課題である。二種類の両親種に由来する異質倍数体種Cardamine flexuosaにおいて、実験室と野外自生地においてサンプリングと表現型観察をおこなった結果、細胞壁合成関係の遺伝子などが両親種由来の染色体から異なる割合で発現していることがわかった。通気孔を形成するメカニズムの進化と相同性を明らかにするため、ゼニゴケとシロイヌナズナで通気孔形成過程を調べた結果、同じファミリーに属する遺伝子がゼニゴケの気室孔とシロイヌナズナの気孔の形成において機能しているという、興味深い相同性が見いだされた。
    本研究は、植物が変動する環境に適応して生育する際に、どのようなメカニズムが働いているか、その一端を明らかにするものである。気孔は植物のガス交換を担う器官であり、二酸化炭素の取り込みや酸素の排出に重要な役割を果たす。通気孔が進化的にどのように発生してきたのか、気孔の密度がどのように制御されているかを明らかにすることは、温暖化など急激に変化する地球環境において植物の生育や地球環境維持において重要な知見をもたらすと考えている。

  4. 受精における種間障壁のメカニズム解明とその打破 国際共著

    研究課題/研究課題番号:16H06465  2016年6月 - 2021年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    東山 哲也

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

    配分額:1300円 ( 直接経費:10000000円 、 間接経費:3000000円 )

    植物の受精過程には、2 つの主要な種間障壁(2 セットの重要な鍵と鍵穴)が存在することが示唆されている。我々は、そのうちの一つ、受精のために分泌される花粉管誘引物質「LURE ペプチド」を発見した。残された主要な障壁は、花粉管から精細胞を放出させるステップにある。LUREの作動原理の解明に加え、こうした分子の同定と制御、さらにはゲノム倍化を効率良く行う分子の開発により、種間障壁の理解と制御を達成する。
    (1) 花粉管誘引におけるLURE およびその受容体複合体の作動実態解明: トレニアとシロイヌナズナのLUREにおけるドメインスワッピングから、種認証に重要な3アミノ酸を特定した。また、シロイヌナズナと、その近縁種セイヨウミヤマハタザオの組み合わせをモデルとして、実際に交雑授粉を行った場合の種間障壁の解析を進めた。LURE1およびPRK6の役割、LURE1とは異なる他の助細胞由来の誘引物質の関与、長距離ガイダンスの役割について、解析を進めている。PRKファミリーの作動原理の解析も進めている。
    (2) 精細胞放出における鍵と鍵穴分子の同定および動態解明: シロイヌナズナとセイヨウミヤマハタザオを用いて、種認証過程をライブセル解析する系の確立を進めた。カルシウムイメージングにより、交雑時の助細胞―花粉管の細胞間コミュニケーションについて解析を進めた。また、種認証に関わる候補遺伝子について、スワップにより障壁が打破されるか、準備を進めた。
    (3) 種の壁の理解: 配偶子融合で働く受精装置の構成的な解析に向け、動物培養細胞を用いた実験系の確立を進めた。また、雌雄の細胞の稔性を向上させる分子を見出し、有機合成化学を駆使した解析を進めた。種間交雑の効率を向上させるためにも重要な分子と期待され、特許申請を行った。生殖における多くの鍵と鍵穴をひらく、重要な分子と期待される。
    本課題では、植物受精における種間障壁のメカニズム解明とその打破を目的とし、シロイヌナズナおよびトレニア、そしてそれらの近縁種を複数用いた解析を実施している。種間障壁を担う鍵と鍵穴分子の同定およびその解析が計画通りに進展しており、さらにこれらの鍵と鍵穴分子の多くを上流で制御するマスター因子を、当初の想定を超えた進展として発見した。本領域の目指す有機合成化学との異分野融合研究により、論文発表の準備のみならず、特許の出願を達成した。なお、こうした進展にともない、本課題の実験材料である、トレニア、セイヨウミヤマハタザオ、ウリクサ、アゼトウガラシといった、「非モデル植物」を用いた解析の必要性が増している。明視野像や蛍光像など、様々な画像を高解像度で取得できるカラーカメラ、組織培養を伴う遺伝子組換え実験のためのクリーンベンチ、これらの植物からの遺伝子のクローニングが、解析の律速となっている。これらのための機器を購入し、本課題の想定を超えた解析をさらに加速させ、受精における種間障壁のメカニズム解明とその打破を大きく進展させることにした。
    (1) 花粉管誘引におけるLURE およびその受容体複合体の作動実態解明
    LURE は約70 アミノ酸からなり、システイン残基も複数持つため、ペプチドの合成は容易ではない。我々は短いペプチド鎖をつなぐ独自のKAHAライゲーション(Bode; Nat.Chem. 2014a, 2014b, 2015)により、LURE の効率的合成や、ペプチド鎖の組合せを変えるスワッピングを実現している。トレニア、シロイヌナズナ、および各近縁種でのドメインスワッピング、ミューテーション解析、非天然のダウンサイズLURE の作製を進め、同定した種特異性に重要な3アミノ酸について発表する(金岡、Bode)。さらに、シロイヌナズナLURE1の受容体であることを証明したPRK6について(Nature 2016; Nat.Commun. 2017)、近縁種A. lyrataとの主要な障壁分子として働いているのか、実際の雌しべ内での障壁を深部イメージングで確認するとともに、詳細なin vitro実験により明らかにする。(東山)
    (2) 精細胞放出における鍵と鍵穴分子の同定および動態解明
    近縁種A. lyrata の花粉をシロイヌナズナに授粉した場合、胚珠への花粉管誘引ステップ、精細胞放出のステップの両者において効率が下がることが明らかとなっている。確立したカルシウムイメージングの実験系を基盤に、異種花粉管に対する助細胞の応答や、鍵・鍵穴分子の候補をシロイヌナズナで発現することで種間障壁が打破されるものがないか調べる。(東山)
    (3) 種の壁の理解:種間障壁の打破による異質倍数体ハイブリッドの作出
    異種間受精から高効率で異質倍数体を確立するために、効率良く初期発生においてゲノム倍加を誘導する化合物スクリーニングを継続する。(東山)

  5. 異質倍数体植物の表現型可塑性に着目した水環境適応を担う分子機構の解明

    研究課題/研究課題番号:16H01463  2016年4月 - 2018年3月

    新学術領域研究(研究領域提案型)

    金岡 雅浩

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:10660000円 ( 直接経費:8200000円 、 間接経費:2460000円 )

    自力で移動できない植物は、環境変動に対しその情報を迅速に全身に伝え応答しなければならない。環境応答と発生とで共通する鍵遺伝子も報告されているが、両者の具体的な結びつきには未解明の点が多い。本研究課題では、広範な水環境で生育する異質倍数体植物Cardamine flexuosaが水環境の変動に応答して気孔の表現型をダイナミックに変化させることに着目し、環境に応じて両親種由来の相同遺伝子(ホメオログ)間で発現パターンが変動する遺伝子を同定し、その機能を解析することで、植物が環境変動をどのように感知し記憶して個体発生へと還元するかを明らかにすることを目標とした。
    本年度はいくつかの遺伝子についてその発現などを詳細に調べた。個別遺伝子のRT-PCRによる発現解析では、異なる環境において発現量の変化する遺伝子が複数確認された。また、遺伝子の発現調節には染色体の状態も関わることが知られているので、様々な環境下で植物を育てた際に染色体の状態の変化も調べることにした。個々の遺伝子の発現と染色体の状態との関係は、現在精査中である。
    また、野外で生育する植物が刻々と変化する環境に対してどのように応答するかを明らかにするため、アブラナ科多年生植物を個体識別し、2年にわたり発生形質や遺伝子の発現変化を調べた。水分の豊富な環境と少ない環境、また日射量の多い環境と少ない環境で比較した結果、気孔の密度はどの環境下でも年間を通じて多少の変動はあるものの、大きくは変わらないという、頑強性を示した。そして一定の光量を閾値として、それ以下では気孔密度が低く、それ以上の光量では気孔密度が高くなることがわかった。これらの結果は、植物がどのような環境条件下では形質の頑強性を保ち、どのような条件下ではそれを柔軟に変化させるのかを解析するための手がかりとなる。
    平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
    平成29年度が最終年度であるため、記入しない。

  6. 花粉管の伸長や誘引に関わる生理活性物質とその受容機構の解明

    研究課題/研究課題番号:15H04385  2015年4月 - 2019年3月

    金岡 雅浩

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17810000円 ( 直接経費:13700000円 、 間接経費:4110000円 )

    本研究では、雌組織から分泌される新規花粉管誘引物質の同定と性質の解析、ケミカルスクリーニングによる花粉管の伸長や誘引に関わる新規化合物の同定とその作用機序の解明、新規に発見した花粉管誘引因子及び上記で同定した新規花粉管誘引因子の花粉管における受容体の探索を目的とした。
    長距離花粉管誘引因子をトレニアより新規に同定し、その組織内分布を明らかにした。また、助細胞由来の誘引因子LUREsについて、複数種のLUREsの配列比較より、種特異的な花粉管誘引に必要な部位を絞り込むことに成功した。さらに、これまで花粉管ガイダンスや受精研究に用いられてこなかった植物でin vitro受精実験系を立ち上げた。
    花粉管誘引に関わる因子を同定し、その性質を明らかにすることは、植物の受精を理解する上できわめて重要である。本研究において複数の誘引因子の性質が明らかになったことは、植物の受精を理解する上で重要であるのみならず、将来的には異種間交配といった育種場の応用も期待される。

  7. 生物の生き残り戦略にみられる表現型可塑性を生み出すゲノム遺伝子相関の解明

    2014年4月 - 現在

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    金岡 雅浩

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    担当区分:研究代表者 

  8. エピジェネティクスによる累代適応を、適応幅が広いシロイヌナズナ属野生種で検証する

    研究課題/研究課題番号:26650155  2014年4月 - 2018年3月

    田中 健太

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    担当区分:研究分担者 

    広域適応性のミヤマハタザオ(Arabidopsis kamchatica)の移植実験等により、起源地によるホームサイト・アドバンテージが検出されて、葉毛や生活史が適応形質となっていた。移植圃場で得た種子を用いた再移植実験により、親が経験した環境がこの適応度に影響を与えることが明らかになった。しかし、親環境によるホームサイト・アドバンテージについては一貫した傾向はなく、再現性と適応的意義についてはさらに研究が必要である。

  9. 花粉管細胞壁に作用する花粉管誘引物質の構造と機能の解明

    2013年4月 - 現在

    科学研究費補助金  新学術領域研究

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    担当区分:研究代表者 

  10. 陸上植物の雌雄細胞間コミュニケーションに共通する分子基盤の探索

    2012年4月 - 現在

    科学研究費補助金  基盤研究(C)

    金岡雅浩

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    担当区分:研究代表者 

  11. ゲノム相関がもたらす自然環境下での植物種間交雑を防ぐ受精の可塑性と頑強性

    2012年4月 - 2014年3月

    科学研究費補助金  新学術領域研究

    金岡雅浩

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    担当区分:研究代表者 

  12. 種の維持に関わる花粉管ガイダンスの分子基盤―花粉管誘引因子と受容体の分子進化―

    2009年4月 - 2012年3月

    科学研究費補助金 

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    担当区分:研究代表者 

  13. 種の分化と維持に関わる花粉管ガイダンス因子の分子進化

    2008年4月 - 2009年3月

    科学研究費補助金 

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    担当区分:研究代表者 

  14. シロイヌナズナ突然変異体を用いた雌雄間の相互作用と生殖隔離機構の解析

    2002年4月 - 2005年3月

    科学研究費補助金  特別研究促進費

    金岡雅浩

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    担当区分:研究代表者 

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産業財産権 1

  1. 花粉形成に関わる遺伝子KOM

    岡田 清孝、金岡 雅浩、清水 健太郎

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    出願番号:特願2002-185246  出願日:2002年6月

    公開番号:特開2004-024108 

    特許番号/登録番号:特許第4163454号  登録日:2004年1月 

    出願国:国内  

 

担当経験のある科目 (本学) 4

  1. 現代の生命科学

    2020

  2. 基礎発生学Ⅰ

    2014

  3. 基礎発生学Ⅰ

    2013

  4. 基礎発生学Ⅰ

    2012