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植物独自の光依存性高温耐性機構の遺伝学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 21658112
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 環境農学
研究機関神戸大学

研究代表者

山内 靖雄  神戸大学, 大学院・農学研究科, 助教 (90283978)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2010年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード高温体制 / 光合成 / 光化学系 / クロロフィル蛍光 / 植物 / 高湿耐性 / 遺伝学的解析
研究概要

本研究課題では、他の生物種では見られない、植物に独自の光依存獲得性高温耐性機構の解明を目指し、遺伝学的手法により機構を欠損したアラビドプシス突然変異体を獲得することを目的とした。
突然変異体の作製は、突然変異誘発化学物質エチルメタンスルホン酸処理によりおこなった。ホモ化された変異株を播種し、25℃で4週間生育させたものを用い、光照射下40℃で1時間高温処理(以下、光40℃処理と略す)した後、引き続き暗下40℃で1時間高温処理(以下、暗下40℃処理と略す)した。野生株は光40℃処理により光依存獲得性高温耐性が誘導され、暗下40℃処理でも光合成活性の低下を示さないので、野生株と比較し顕著に活性の低下を示す個体の選抜を行った。変異体を選抜後、高温障害のダメージを回復させるため二週間25℃で生育させ、もう一度前述の高温処理を行い、再度顕著な光合成活性の低下を示す個体を選抜した。その後は25℃で栽培し種子を採取した。この一連の一次選抜により、約5,000のアラビドプシス植物体から13の候補系統を得た。
選抜された系統の種子を播種し、一次選抜と同様の方法により、二次選抜を行った。この過程で、12系統が光依存獲得性高温耐性を示さず、結果的に1系統のみが選抜された。変異体の獲得効率が低かったため、ここまでの過程で約一年を費やした。
得た突然変異体(lat,Light-dependent Acquired Thermotolerance)は、野生株と戻し交配、ホモ系統の選抜を行い、lat系統を固定した。遺伝子の同定を進めるため、固定したlat系統(Columbiaバックグラウンド)とLernsbergとの交雑を行い、キメラ系統(lat x Lernsberg)を作製した。現在は引き続き、ポジショナルクローニングにより原因遺伝子の特定を進めている。

報告書

(2件)
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] NADPH-dependent reductases involved in the detoxification of reactive carbonyls in plants2011

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Y, Hasegawa A, Taninaka A, Mizutani M, Sugimoto Y
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 286 ページ: 6999-7009

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of protein modification by malondialdehyde on the interaction between the oxygen-evolving complex 33kDa protein and photosystem II core proteins2010

    • 著者名/発表者名
      山内靖雄、杉本幸裕
    • 雑誌名

      Planta (印刷中)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Conversion of dechlorodauricumine into miharumine by a cell-free preparation from cultured roos of Menispermum dauricum2009

    • 著者名/発表者名
      堀梨恵子、杉本元、松井美春、山内靖雄、滝川浩郷、杉本幸裕
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 73

      ページ: 440-442

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Protein Modification with Reactive Aldehydes Causes Damage of Photosynthesis in Heat Stressed Plants2011

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Y
    • 学会等名
      BIT Life Sciences' 4^<th> Annual Protein and Peptide Conference
    • 発表場所
      中国・北京
    • 年月日
      2011-03-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] マロンジアルデヒドによるタンパク質修飾が光化学系IIの機能に与える影響2010

    • 著者名/発表者名
      山内靖雄、杉本幸裕
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2010-02-06
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] キュウリ緑葉由来NADPH依存性Alkenal/one oxidoreductaseの精製と遺伝子解析2009

    • 著者名/発表者名
      長谷川綾香、山内靖雄、水谷正治、杉本幸裕
    • 学会等名
      日本農芸化学会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2009-12-05
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Photochemistry : UV/VIS Spectroscopy, Photochemical Reactions and Photosynthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Y, Kimura Y
    • 出版者
      Nova Science Publishers(印刷中)
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [産業財産権] 植物の高温耐性誘導剤および高温耐性誘導方法2010

    • 発明者名
      山内靖雄
    • 権利者名
      神戸大学
    • 出願年月日
      2010-02-02
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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