• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

小胞輸送が支配する根の水分屈性制御分子の同定と解析

Research Project

Project/Area Number 09J06705
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 植物分子生物・生理学
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

森脇 哲平  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 特別研究員(DC1)

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)
Keywords水分屈性 / シロイヌナズナ / 小胞輸送 / GNOM / MIZ1 / MIZ2 / オーキシン / RabC1 / PINタンパク質
Research Abstract

植物の根は、水分含量の多い空間へと屈曲伸長する水分屈性を示す。先行研究の結果、水分屈性に必須な遺伝子の探索より、細胞内小胞輸送の調節因子であるARF-GEFをコードするGNOM/MIZ2が同定されている。しかしながら、このGNOMあるいは小胞輸送系がどのように水分屈性を制御するのかという問題については明らかになっていない。そこで、本研究は水分屈性を制御する小胞輸送について、GNOMに関連した分子の探索および解析により明らかにしようとするものである。
既知の水分屈性制御分子として機能未知であるMIZ1が同定されている。MIZ1とGNOMとの関連について明らかにするため、遺伝学的解析を行った。MIZ1の過剰発現系統は根系形成の異常を示すが、miz2突然変異はMIZ1過剰発現系統の表現型を抑圧した。この結果より、GNOMはMIZ1の下流で機能することがわかった。さらに、MIZ1を過剰発現することによる根系形成の異常は、植物ホルモンであるオーキシン内生量の低下に起因することも明らかにした。
次に、水分屈性に伴う小胞輸送系の動態変化を解析するため、膜輸送およびオルガネラのマーカー分子について、これらの局在変化を解析した。その結果、RabC1が水分勾配刺激により細胞の頂端または基部側で凝集することを見出した。この変化はARF-GEF阻害剤であるBFAによっては抑制されなかったことから、RabC1の局在変化はGNOMの上流で制御されることが示唆された。一方、オーキシンを添加することで、RabC1の局在変化は抑制された。この結果は、MIZ1の過剰発現によりオーキシン量が低下するという結果と一致する。また、オーキシンの内生量を低下させると水分屈性能は向上するが、RabC1を欠損した突然変異体では、オーキシン量低下による水分屈性能の向上は認められなかった。
以上の結果より、水分屈性に機能する小胞輸送系として新たにRabC1を見出すと共に、その制御がオーキシンによって調節されていることを明らかにした。また、RabC1はGNOMの上流で機能している可能性を示した。

Report

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

    (22 results)

All 2012 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (14 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Light and abscisic acid signalling are integrated by MIZ1 gene expression and regulate hydrotropic response in roots of Arabidopsis thaliana2012

    • Author(s)
      Teppei Moriwaki, Yutaka Miyazawa, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment

      Volume: (in press) Issue: 8 Pages: 1359-1368

    • DOI

      10.1111/j.1365-3040.2012.02493.x

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] MIZ1, an essential protein for root hydrotropism, is associated with the Cytoplasmic face of the endoplasmic reticulum membrane in Arabidopsis root cells2012

    • Author(s)
      Tomokazu Yamazaki, Yutaka Miyazawa, Akie Kobayashi, Teppei Moriwaki, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      FEBS letters

      Volume: 586 Issue: 4 Pages: 398-402

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2012.01.008

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Hormonal regulation of lateral root development in Arabidopsis modulated by MIZ1 and requirement of GNOM activity for MIZ1 function2011

    • Author(s)
      Teppei Moriwaki, Yutaka Miyazawa, Akie Kobayashi, Mayumi Uchida, Chiaki Watanabe, Nobuharu Fujii, Hidesyuki Takahashi
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 157 Issue: 3 Pages: 1209-1220

    • DOI

      10.1104/pp.111.186270

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Transcriptome analysis of gene expression during the hydrotropic response in Arabidopsis seedlings.2010

    • Author(s)
      Teppei Moriwaki, Yutaka Miyazawa, Hideyuki Takahashi.
    • Journal Title

      Environmental and Experimental Botany (in press)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A molecular mechanism unique in root hydrotropism.2009

    • Author(s)
      Yutaka Miyazawa, Yoshie Ito, Teppei Moriwaki, Akie Kobayashi, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Journal Title

      Plant Science 177

      Pages: 297-301

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 光による水分屈性発現調節機構の解析2012

    • Author(s)
      森脇哲平、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      第53回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Molecular mechanism of hydrotropism in Arabidopsis roots and its interaction with other environmental stimuli2012

    • Author(s)
      Yutaka Miyazawa, Teppei Moriwaki, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      1^<st> International Symposium on Plant Environmental Sensing
    • Place of Presentation
      Nara
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 光シグナルとABAによるMIZ1転写制御と水分屈性能の関係2011

    • Author(s)
      森脇哲平、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2011-03-20
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] オーキシン量の低下はシロイヌナズナ根の水分屈性能を向上させる2011

    • Author(s)
      森脇哲平、岩田悟、渡辺千秋、内田真弓、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      日本植物学会第75回大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] ミヤコグサの水分屈性実験系の構築と生理学的解析2011

    • Author(s)
      奈良敬孝、森脇哲平、山崎誠和、宮沢豊、高橋秀幸
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会第25回大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 光とABAシグナルはMIZ1の発現調節を介して水分屈性を制御する2011

    • Author(s)
      森脇哲平、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      東北植物学会第1回大会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] マメ科植物における水分屈性発現機構の解析2011

    • Author(s)
      奈良敬孝、森脇哲平、山崎誠和、宮沢豊、高橋秀幸
    • Organizer
      東北植物学会第1回大会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナ根のオーキシン合成量低下による水分屈性能の向上2010

    • Author(s)
      森脇哲平, 渡辺千秋, 内田真弓, 小林啓恵, 宮沢豊, 藤井伸治, 高橋秀幸
    • Organizer
      日本植物学会東北支部第22回大会
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2010-12-19
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 水分屈性制御遺伝子MIZ1は光あるいはABAに依存した水分屈性を制御する2010

    • Author(s)
      森脇哲平、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      植物化学調節学会第45回大会
    • Place of Presentation
      兵庫
    • Year and Date
      2010-11-02
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 水分屈性制御遺伝子MIZ1の過剰発現はオーキシンを介した側根形成を抑制する2010

    • Author(s)
      森脇哲平、内田真弓、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      植物学会第74回大会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2010-09-11
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] Hormonal regulation of lateral root development is modulated by overexpression of MIZ12010

    • Author(s)
      Teppei Moriwaki, Yutaka Miyazawa, Akie Kobayashi, Mayumi Uchida, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      21st International Conference on Arabidopsis Research
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2010-07-07
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 水分屈性欠損突然変異体miz2の遺伝子内相補性の解析2010

    • Author(s)
      森脇哲平、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      日本植物生埋学会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2010-03-21
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Physiological characterization of MIZ1-overexpressed Arabidopsis thaliana2009

    • Author(s)
      Teppei Moriwaki, Mayumi Uchida, Akie Kobayashi, Yutaka Miyazawa, Nobuharu Fujii, Hideyuki Takahashi
    • Organizer
      日本宇宙生物科学会
    • Place of Presentation
      筑波
    • Year and Date
      2009-10-02
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 水分屈性制御分子MIZ1の光依存的発現制御と水分屈性発現能の関係2009

    • Author(s)
      森脇哲平、小林啓恵、宮沢豊、藤井伸治、高橋秀幸
    • Organizer
      日本植物学会
    • Place of Presentation
      山形
    • Year and Date
      2009-09-19
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/tekio/index.htm

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/tekio/index.htm

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/tekio/index.htm

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

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

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi