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植物の新しい正の成長調節因子二酸化窒素のセンシング遺伝子の特定と受容機構の理解

研究課題

研究課題/領域番号 15K07813
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 環境農学(含ランドスケープ科学)
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 美佐  広島大学, 理学研究科, 助教 (10294513)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードシロイヌナズナ / 胚軸伸長 / 二酸化窒素 / 窒素酸化物 / バイオマス / 胚軸長
研究成果の概要

二酸化窒素は植物の光形態形成(光による胚軸伸長抑制等)、栄養成長(バイオマス蓄積)および生殖成長(花芽形成)を促進する植物の正の成長調節因子である。二酸化窒素シグナルを受容し、細胞内シグナルに変換するセンシング遺伝子の特定は該制御機構解明の最重要課題の一つであるが、該遺伝子の情報は皆無に等しい。本研究では二酸化窒素センシング遺伝子の特定と受容機構の理解をめざす。胚軸伸長を指標として、シロイヌナズナT-DNA挿入変異体から二酸化窒素非感受性株を選抜、二酸化窒素センシング遺伝子を特定した。更に、二酸化窒素は該二酸化窒素センシング遺伝子の制御下にある一連の遺伝子群の発現を抑制することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

二酸化窒素のセンシング遺伝子が特定され、その受容機構の理解が進み、二酸化窒素による植物の正の成長調節メカニズムが理解されると、二酸化窒素は自然にどこにでもあるものであるが故に環境無負荷、省エネルギーしかも高収量の画期的農業生産技術の開拓が期待される。更に、本研究の成果は、植物の成長調節制御機構の植物生物学の基礎の深化や二酸化窒素ガスによる植物の成長調節制御に関する新規学術領域の創成も期待できる。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (4件)

  • [雑誌論文] Nitrate, but not nitrite, derived from nitrogen dioxide accumulates in Arabidopsis leaves following exposure to 15N-labeled nitrogen dioxide2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Misa、Morikawa Hiromichi
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 14 号: 2 ページ: 1559579-1559579

    • DOI

      10.1080/15592324.2018.1559579

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dual nitrogen species involved in foliar uptake of nitrogen dioxide in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Misa、Arimura Gen-Ichiro、Morikawa Hiromichi
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 14 号: 4 ページ: e1582263-e1582263

    • DOI

      10.1080/15592324.2019.1582263

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel role for PsbO1 in photosynthetic electron transport as suggested by its light-triggered selective nitration in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Misa、Morikawa Hiromichi
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 13 号: 9 ページ: e1513298-e1513298

    • DOI

      10.1080/15592324.2018.1513298

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Selective nitration of PsbO1, PsbO2, and PsbP1 decreases PSII oxygen evolution and photochemical efficiency in intact leaves of Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, M., Shigeto, J., Sakamoto, A., and Morikawa, H.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 12 号: 10 ページ: e1376157-e1376157

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1376157

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective nitration of PsbO1 inhibits oxygen evolution from isolated Arabidopsis thylakoid membranes.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, M., Shigeto, J., Sakamoto, A., and Morikawa, H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 12 号: 4 ページ: e1304342-e1304342

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1304342

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Light-triggered selective nitration of PSBO1 in isolated Arabidopsis thylakoid membranes is inhibited by photosynthetic electron transport inhibitors2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Shigeto J, Sakamoto A, Morikawa H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 11 号: 12 ページ: e1263413-e1263413

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1263413

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential abilities of nitrogen dioxide and nitrite to nitrate proteins in thylakoid membranes isolated from Arabidopsis leaves2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Shigeto J, Shibata T, Sakamoto A, Morikawa H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 11 号: 10 ページ: e1237329-e1237329

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1237329

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nitration is exclusive to defense-related PR-1, PR-3 and PR-5 proteins in tobacco leaves2016

    • 著者名/発表者名
      M Takahashi, J Shigeto, S Izumi, K Yoshizato and H Morikawa.
    • 雑誌名

      Plant signaling & Behavior

      巻: 11 号: 7 ページ: e1197464-e1197464

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1197464

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dual selective nitration in Arabidopsis: Almost exclusive nitration of PsbO and PsbP, and highly susceptible nitration of four non-PSII proteins, including peroxiredoxin II E2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, J. Shigeto, A. Sakamoto, S. Izumi, K. Asada,d H. Morikawa
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 36 号: 20 ページ: 2569-2578

    • DOI

      10.1002/elps.201500145

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 二酸化窒素によるシロイヌナズナ胚軸伸長抑制にはPIF4が関与している2018

    • 著者名/発表者名
      高橋美佐、坂本 敦、森川弘道
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 二酸化窒素によるシロイヌナズナ胚軸伸長抑制にはPIF4が関与している2018

    • 著者名/発表者名
      高橋美佐、坂本 敦、森川弘道
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] PIF4は二酸化窒素によるシロイヌナズナ胚軸伸長抑制に相反的である2017

    • 著者名/発表者名
      高橋美佐、坂本 敦、森川弘道
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 植物育成促進装置2015

    • 発明者名
      高橋美佐、者:藤峰智也、荒木敏成、碇真里耶
    • 権利者名
      東京瓦斯株式会社、国立大学法人広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-202018
    • 出願年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 植物育成促進装置2015

    • 発明者名
      高橋美佐、者:藤峰智也、荒木敏成、碇真里耶
    • 権利者名
      東京瓦斯株式会社、国立大学法人広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-202019
    • 出願年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 植物育成促進装置および植物栽培方法2015

    • 発明者名
      高橋美佐、者:藤峰智也、荒木敏成、碇真里耶
    • 権利者名
      東京瓦斯株式会社、国立大学法人広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-202016
    • 出願年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 植物育成促進装置および植物栽培方法2015

    • 発明者名
      高橋美佐、者:藤峰智也、荒木敏成、碇真里耶
    • 権利者名
      東京瓦斯株式会社、国立大学法人広島大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2015-202017
    • 出願年月日
      2015-10-13
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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