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環境ストレスに対する植物の自己防御におけるポリアミンの役割の分子基盤

Research Project

Project/Area Number 14F04081
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

草野 友延  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (40186383)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) SAGOR G.H.M.  東北大学, 生命科学研究科, 外国人特別研究員
SAGOR G.h.m.  東北大学, 生命科学研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsポリアミン / ポリアミン輸送体 / カダベリン反応性 / シロイヌナズナ / 小胞体ストレス / リン酸化カスケード / 植物 / バイオテクノロジー
Outline of Annual Research Achievements

バングラデシュ農業大学のサゴール博士を特別研究員として迎えて行った研究では、以下の点を明らかにした。
1)ポリアミンの1種であるスペルミンは、病原菌に対する免疫反応の際に働くことを明らかにしてきた。スペルミン応答遺伝子群を解析する中で、小胞体ストレス応答の際の鍵転写因子として報告されているAtbZIP60を同定した。そこで他の2つの鍵転写因子遺伝子であるAtbZIP17とAtbZIP28のスペルミン応答性を調べ応答することを明らかにした。
2)シロイヌナズナのポリアミン代謝系遺伝子の変異株のカダベリン応答性は、植物体内のスペルミン含量と逆の相関を持つことを見出した。すなわちスペルミン含量が高い植物はカダベリンに高感受性となり、スペルミンを作れない植物はカダベリン非感受性となった。さらに、カダベリンの取り込みにはAtLAT1が、カダベリン排出にはAtOCT1が関与し、この2つのポリアミン輸送体の活性、もしくは遺伝子発現をスペルミンが左右することにより上記の現象が起こる、と推測した。
3)シロイヌナズナの5つのポリアミン酸化酵素遺伝子のうち、細胞質に存在することが示されているatPAO1とAtPAO5の2重変異体が、塩および乾燥ストレスに耐性となることを明らかにした。この部分については、挑戦的萌芽研究で引き続き研究を行う予定である。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 2014 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (5 results) Book (3 results)

  • [Int'l Joint Research] Biodiversity and Climate Center(Germany)

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spermine modulates the expression of two probable polyamine transporter genes and determines growth responses to cadaverine in Arabidopsis.2016

    • Author(s)
      Sagor GH, Berberich T, Kojima S, Niitsu M, Kusano T.
    • Journal Title

      Plant Cell Reports

      Volume: 未定 Pages: 1-11

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Reducing Cytoplasmic Polyamine Oxidase Activity in Arabidopsis Increases Salt and Drought Tolerance by Reducing Reactive Oxygen Species Production and Increasing Defense Gene Expression.2016

    • Author(s)
      Sagor GH, Zhang S, Kojima S, Simm S, Berberich T, Kusano T.
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 7 Pages: 214-214

    • DOI

      10.3389/fpls.2016.00214

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The polyamine spermine induces the unfolded protein response via the MAPK cascade in Arabidopsis.2015

    • Author(s)
      Sagor GH, Chawla P, Kim DW, Berberich T, Kojima S, Niitsu M, Kusano T.
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 6 Pages: 687-687

    • DOI

      10.3389/fpls.2015.00687

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] POLYAMINE OXIDASE I from rice (Oryza sativa) is a functional ortholog of Arabidopsis POLYAMINE OXIDASE 5.2014

    • Author(s)
      Liu T, Kim DW, Niitsu M, Berberich T, Kusano T
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 9 Issue: 9 Pages: e29773-e29773

    • DOI

      10.4161/psb.29773

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Polyamine oxidase 5 regulates Arabidopsis thaliana growth through a thermospermine oxidase activity.2014

    • Author(s)
      Kim DW, Watanabe K, Murayama C, Izawa S, Niitsu M, Michael AJ, Berberich T, Kusano T
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 165 Issue: 4 Pages: 1575-1590

    • DOI

      10.1104/pp.114.242610

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      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Selaginella由来クレードIIIのポリアミン酸化酵素の特徴づけ2015

    • Author(s)
      sagor GHM, 井上雅貴、金東うく、児島征司、新津勝、Berberich T、草野友延
    • Organizer
      日本ポリアミン学会
    • Place of Presentation
      京3工芸繊維大学
    • Year and Date
      2015-11-13
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナにおける非生物ストレスに対するポリアミン酸化酵素の役割2015

    • Author(s)
      sagor GHM, 張思遠、児島征司、Berberich T、草野友延
    • Organizer
      日本ポリアミン学会
    • Place of Presentation
      京都工芸繊維大学
    • Year and Date
      2015-11-13
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナのカタベリン反応性に関与する輸送体とスペルミンとの相互作用2015

    • Author(s)
      Sagor GHM, 児島征司、Berberich T、草野友延
    • Organizer
      ポリアミンと核酸の共進化研究会
    • Place of Presentation
      東京慈恵会医科大学
    • Year and Date
      2015-09-12
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] イネにおけるポリアミン酸化酵素の多様性2015

    • Author(s)
      草野友延、キンドンウク、リュウ太波、井澤翔、新津勝、ベルベリッヒトーマス、児島征司
    • Organizer
      日本農芸化学会年大会
    • Place of Presentation
      岡山大学
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] イネのポリアミン酸化酵素の多様性2015

    • Author(s)
      草野友延、キンドンウク、リュウ太波、井澤翔、新津勝、ベルベリッヒトーマス、児島征司
    • Organizer
      日本ポリアミン学会
    • Place of Presentation
      東京海洋大学
    • Year and Date
      2015-01-19 – 2015-01-20
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  • [Book] Polyamine: A universal molecular nexus for growth, survival and specialised metabolism. Chapter 6. Polyamine catabolism in plants.2015

    • Author(s)
      Kusano T, Kim DW, Liu T, Berberich T
    • Total Pages
      12
    • Publisher
      Springer
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      2014 Annual Research Report
  • [Book] Polyamine: A universal molecular nexus for growth, survival and specialised metabolism. Chapter 9. Polyamine homeostasis in plants: the role(s) of evolutionarily conserved upstream ORFs..2015

    • Author(s)
      Thalor SK, Berberich T, Kusano T
    • Total Pages
      8
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Book] Polyamine: A universal molecular nexus for growth, survival and specialised metabolism. Chapter 13 polyamines in plant stress response2015

    • Author(s)
      Berberich T, Sagor GHM, Kusano T
    • Total Pages
      14
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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