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定量的マクロイメージングを利用した新規Rubisco分解機構の分子遺伝学的解析

Research Project

Project/Area Number 09J06184
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Plant nutrition/Soil science
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

泉 正範  東北大学, 大学院・農学研究科, 特別研究員(DC1) (80714956)

Project Period (FY) 2009 – 2011
Project Status Completed (Fiscal Year 2011)
Budget Amount *help
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2011: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2010: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2009: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
KeywordsRubisco / 葉緑体 / タンパク質分解 / 老化 / GFP / 窒素リサイクル / シロイヌナズナ / 植物
Research Abstract

本研究では、GFPでラベルしたRubiscoを発現するシロイヌナズナ形質転換体を利用した定量的マクロイメージングにより、老化時にRubisco量が減少しない変異体「stay-Rubisco mutant」を単離し、原因遺伝子を同定することを目的としている。今年度は、これまで獲得したstay-Rubisco mutant候補系統に対し、SDS-PAGEによる葉内Rubisco量の定量、および葉の老化の指標となるクロロフィル含量の定量、とを行うことで詳細な表現型解析を行った。その結果、昨年度にRubisco分解が遅延することを確認していた2系統は、Rubisco分解特異的ではなく葉の老化全体が遅れている変異体であることが確認された。一方、未解析であったstay-Rubisco mutant候補系統の戻し交配F3世代において両定量解析を進めた結果、野生体の葉では成熟期の約25%までRubiscoが減少する老化期においても、Rubisco量が野生体の約2倍残存している系統を3系統、4.9倍残存している系統を1系統、新たに単離した。特に後者の1系統についてはクロロフィルの減少度合に比べてRubiscoの減少が明らかに遅延しており、Rubisco特異的に減少が抑制されている変異体であった。このような変異体が単離された例はこれまでなく、本研究において、Rubisco分解機構の解明における極めて重要な進展があったと言える。

Report

(3 results)
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011 2010 2009

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] RBCS1A and RBCS3B, two major members within the Arabidopsis RBCS multigene family, function toyield sufficient Rubisco content for leaf photosynthetic capacity2012

    • Author(s)
      Izumi M, Tsunoda H, Suzuki Y, Makino A, Ishida H
    • Journal Title

      Journal of Experimental Botany

      Volume: 63 Issue: 5 Pages: 2159-2170

    • DOI

      10.1093/jxb/err434

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The changes of leaf carbohydrate contents as a regulator of autophagic degradation of chloroplasts via Rubisco-containing bodies during leaf senescence2011

    • Author(s)
      Izumi M., Ishida H.
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 6 Pages: 685-687

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The autophagic degradation of chloroplasts via Rubisco-containing bodies is specifically linked to leaf carbon status but not nitrogen status in Arabidopsis2010

    • Author(s)
      Izumi M., Wada S., Makino A., Ishida H.
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 154 Pages: 1196-1209

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナ葉の炭素制限環境におけるRCB/オートファジー系の生理的意義について2012

    • Author(s)
      泉正範, 牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるRBCS1AおよびRBCS3Bの変異が葉のRubisco量に与える影響の解析2011

    • Author(s)
      泉正範, 角田穂奈美, 鈴木雄二, 牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      つくば市
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるRBCS1Aおよび3Bの変異が葉のRubisco量に与える影響の解析2011

    • Author(s)
      泉正範, 角田穂奈美、鈴木雄二、牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] A key fector for the autophagy of chloroplasts ; the production of Rubisco-containing bodies is specifically linked to leaf carbon status but not nitrogen status in Arabidopsis2010

    • Author(s)
      泉正範, 牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      The 21^<st> International Conference on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      横浜
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] The autophagic degradation of chloroplasts via Rubisco-containing bodies is specifically linked to leaf carbon status but not nitrogen status in Arabidopsis2010

    • Author(s)
      泉正範, 牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      Gordon research conference Mitochondria & Chloroplasts
    • Place of Presentation
      イタリア,バルガ
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるRubisco-containing body (RCB)形成の栄養要因に対する応答の解析2010

    • Author(s)
      泉正範, 牧野周, 石田宏幸
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおけるデンプン代謝の変異がRubisco-containing body (RCB)の形成に及ぼす影響の解析2010

    • Author(s)
      泉正範
    • Organizer
      日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナ切離葉における栄養要因がRubisco-containing body (RCB)の形成に及ぼす影響の解析2009

    • Author(s)
      泉正範
    • Organizer
      日本土壌肥料学会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] The analysis of factors affecting the creation of Rubisco-containing bodies (RCBs), a specific autophagic process for chloroplast degradation in plants2009

    • Author(s)
      泉正範
    • Organizer
      The 5^<th> international symposium on autophagy
    • Place of Presentation
      滋賀
    • Related Report
      2009 Annual Research Report

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Published: 2009-04-01   Modified: 2024-03-26  

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