気孔孔辺細胞における高次環境情報処理システム

• Project/Area Number: 26251031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Plant molecular biology/Plant physiology
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 射場 厚 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10192501)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000); Fiscal Year 2014: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 環境応答 / 二酸化炭素 / 膜交通 / サーモグラフィ

Outline of Annual Research Achievements

1．PATROL1因子を介した孔辺細胞と副細胞間コミュニケーションによる気孔開閉機構
膜交通因子PATROL1、プロトンポンプAHA1等の気孔開閉制御因子の細胞内移動におけるエンドサイト－シス／エクソサイトーシス阻害剤および促進剤、またCa2+、cAMPなどのセカンドメッセンジャー阻害剤および促進剤の効果について解析を開始した。サーモグラフィを用いて、植物体表面温度の変化を測定し、各試薬の阻害効果を調べた。
２．SLAC1陰チャネルにおけるCO2情報感知・処理機構の解明
孔辺細胞局在陰イオンチャネルSLAC1のCO2シグナル受容部位を同定するため、すでに作成しておいた変異型SLAC1を導入した形質転換体の、蒸散測定により表現型解析を行った。N末端領域とC末端領域の両方を削り込んだ系統（ΔNC）がCO2応答を示したことから、SLAC1のCO2シグナル受容部位は膜貫通領域を形成する部分に存在することが示唆された。一方、ΔNCはABAに応答せず、過去の知見とも矛盾しなかった。以上のことから、CO2シグナル受容部位は、これまでに報告されているABAシグナル受容部位とは異なることが示唆された。さらに、CO2シグナル受容に関与するアミノ酸を同定するため、SLAC1の立体構造モデルを基にリン酸化されうるアミノ酸を7つ選抜し、1アミノ酸置換実験を行った。CO2応答が緩慢になった4系統が確認された。これらの系統で置換したアミノ酸がSLAC1のCO2シグナル受容に関わっている可能性を調べるために、4系統から調整した孔辺細胞プロトプラスト（GCP）を用い、ABAとCO2によるSLAC1チャネルのリン酸化について、Phos-TAGを用いた解析を開始した。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Establishment of the chloroplast genetic system in rice during early leaf development and at low temperatures. (2014)
  • Author(s): Kusumi, K. and Iba, K.
  • Journal Title: Front. Plant Sci. Volume: 5 (386) Pages: 386-386
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00386
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Temperature Stress in Plants. (2014)
  • Author(s): Kai, H. and Iba, K.
  • Journal Title: eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester. Volume: -
  • DOI: 10.1002/9780470015902.a0001320.pub2
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diversity in Guanosine 3′,5′-Bisdiphosphate (ppGpp) Sensitivity Among Guanylate Kinases of Bacteria and Plants. (2014)
  • Author(s): Nomura, Y., Izumi, A., Fukunaga, Y. Kusumi, K., Iba, K., Watanabe, S., Nakahira, Y., Weber, A. P., Nozawa, A., and Tozawa, Y.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 289 Issue: 22 Pages: 15631-15641
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.534768
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Dynamics and environmental responses of PATROL1 in Arabidopsis subsidiary cells. (2014)
  • Author(s): Higaki, T., Hashimoto-Sugimoto, M., Akita, K., Iba, K., and Hasezawa, S.
  • Journal Title: Plant Cell Physiol. Volume: 55 Issue: 4 Pages: 773-780
  • DOI: 10.1093/pcp/pct151
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Remarks] 植物生理学研究室ホームページ
  • URL: http://plant.biology.kyushu-u.ac.jp