環境変動に対応する植物の分子応答に関する研究の動向調査

• Project/Area Number: 08356002
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 企画調査
• Research Field: 応用微生物学・応用生物化学
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 大山 莞爾 京都大学, 農学部, 教授 (40135546)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 横田 明穂 奈良先端大学, バイオサイエンス科, 教授 (40118005) ; 泉井 桂 京都大学, 農学部, 教授 (20025414) ; 磯貝 彰 奈良先端大学, バイオサイエンス科, 教授 (20011992) ; 新名 惇彦 奈良先端大学, バイオサイエンス科, 教授 (30029235) ; 山田 康之 奈良先端大学, バイオサイエンス科, 教授 (50026415)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 1996: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 環境 / 大気汚染 / 二酸化炭素 / 膜透過 / 重金属 / メタロチオネイン / 耐性植物 / 形質転換

Research Abstract

植物が環境変動に対して示す多様な適応機能を分子レベルで解明し,応用するための国内外の動向調査を行なった。環境として特に、植物の生産性に大きな影響を与える水分ストレス(乾燥ならびに塩類集積)、病害ストレス、NOx、SOxなどの大気汚染、アルミニウム過剰やリン酸欠乏、重金属汚染などの栄養ストレスを対象として調査した。
なかでも,二酸化炭素に対する植物の環境応答研究はここ数年で進歩が著しいことが明らかになってきたので「植物におけるCO_2のセンシングと反応の分子機構」の申請領域名で重点領域研究の申請をすべきであるとの結論に達した。特に植物はCO_2のプロセシング(センシング-検知と応答、膜透過、固定反応)のシステムを高度に発達させているので、このプロセスを担う分子の実態とその機能の分子機構を総合的に解明することが必要である。特に炭酸固定酵素におけるCO_2の認識と反応の分子論的解析と、CO_2のセンシングと膜透過の分子機構が、今後の重要な研究課題となることが判明した。これに加えて植物におけるSO_2、NOx、オキシダントに対する反応も今後の重要な研究課題であることが判明した。さらに、植物の中には、1つあるいは複数の重金属に対して耐性を示す植物種がある。この重金属耐性機構は、いくつかの段階によって分類されている。植物では重金属を投与することによってメタロチオネインと似たタンパク質でフィトキレ-チン(phytochelatin)と呼ばれるタンパク質が誘導されており、重金属耐性に寄与していることが示唆されている。

Research Products

• [Publications] 泉井桂: "文部省科学研究費補助金「重点領域研究」平成10年度発足重点領域申請書「植物におけるCO_2のセンシングと反応の分子機構」" 49