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Novel signal molecule that regulates both metabolism and stress response in plants

Research Project

Project/Area Number 21K19087
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

Murata Yoshiyuki  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (70263621)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 宗正 晋太郎  岡山大学, 環境生命科学学域, 准教授 (20641442)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords気孔 / 孔辺細胞 / リンゴ酸 / イオンチャネル
Outline of Research at the Start

葉の表皮に存在する気孔は、一対の孔辺細胞からなる小孔であり、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや蒸散による水分放出を調節する重要な場所である。植物は、周囲の環境の変化に迅速に対応するために、気孔の開度を厳密に調節するシグナル伝達機構を有している。植物が高二酸化炭素や乾燥などの環境刺激を受けると、様々な代謝経路の中間体であるリンゴ酸が孔辺細胞アポプラスト空間に蓄積することが知られている。本研究の目的は、SLAC1陰イオンチャネルによるリンゴ酸感知機構とその生理学的役割を明らかにすることである。

Outline of Final Research Achievements

Stomatal movement is critical for plants and is regulated by malate as well as by plant hormones. We investigated the regulation by malate of SLAC1, whose activation is essential for stomatal closure.
This study demonstrated that malate activate SLAC1 directly and indirectly (through signal transduction in guard cells), leading to stomatal closure. Moreover, we identified the regulatory domain in SLAC1.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リンゴ酸による植物の成長制御に関する知見を得ることができた。よって、作物のストレス耐性やストレス応答の化学的制御を可能にし、農業分野への応用が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (4 results)

  • [Int'l Joint Research] バングラデシュ農科大学(バングラデシュ)

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Malate induces stomatal closure via a receptor-like kinase GHR1- and reactive oxygen species-dependent pathway in Arabidopsis thaliana2022

    • Author(s)
      Mimata Yoshiharu、Munemasa Shintaro、Akter Fahmida、Jahan Israt、Nakamura Toshiyuki、Nakamura Yoshimasa、Murata Yoshiyuki
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 86 Issue: 10 Pages: 1362-1367

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac122

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Extracellular malate induces stomatal closure via direct activation of guard‐cell anion channel SLAC1and stimulation of Ca2+ signalling2022

    • Author(s)
      Mimata Yoshiharu、Munemasa Shintaro、Nakamura Toshiyuki、Nakamura Yoshimasa、Murata Yoshiyuki
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 236 Issue: 3 Pages: 852-863

    • DOI

      10.1111/nph.18400

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 一次代謝物リンゴ酸が誘導する気孔閉口の分子機構の解析2022

    • Author(s)
      三俣好令,宗正晋太郎,中村俊之,中村宜督,村田芳行
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] リンゴ酸誘導気孔閉口のシグナル伝達機構の解明2021

    • Author(s)
      三俣好令,宗正晋太郎,中村俊之,中村宜督,村田芳行
    • Organizer
      第62回日本生化学会中国・四国支部例会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] リンゴ酸が誘導する気孔閉口のシグナル伝達機構の解明2021

    • Author(s)
      三俣好令,宗正晋太郎,中村俊之,中村宜督,村田芳行
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度西日本・中四国・関西支部合同大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 一次代謝物リンゴ酸による気孔開閉制御の分子機構の解析2021

    • Author(s)
      三俣好令,宗正晋太郎,中村俊之,中村宜督,村田芳行
    • Organizer
      植物化学調節学会第 56 回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2025-01-30  

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