2014 Fiscal Year Annual Research Report
植物の低温耐性獲得および喪失における温度刺激・応答機構の高時空間分解解析
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
22120003
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
上村 松生 岩手大学, 農学部, 教授 (00213398)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 幸男 岩手大学, 農学部, 准教授 (10400186)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物 / 環境応答 / シグナル伝達 / 遺伝子 / 凍結耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．1日間の2℃低温馴化で、青色光がクリプトクロム経由で凍結融解後の光合成活性の維持に関与することがシロイヌナズナを用いて示された。一方、この経路は、CBF経路を介した細胞膜の凍結安定性に関しては負に働くことが示された。CBF経路はフィトクロム制御も受けるため、本結果は、野外における植物が青色光と他の光質や日長などを判断し低温馴化を進めているという可能性を示す。
2．光合成阻害剤（DCMU）を用いてシロイヌナズナにおける低温誘導性遺伝子COR15aの2℃におけるプロモータ活性をルシフェラーゼによりモニタリングしたところ発現が大きく低下した。この結果は、2℃におけるCOR15a発現は光合成活性、特に電子伝達系の酸化還元状態によって制御を受けている可能性を示す。
3．カルシウムセンサー蛍光タンパク質YC3.6を発現するシロイヌナズナを用いて、低温受容におけるカルシウムシグナルをモニタリングしたところ、ある一定以上の温度変化を超えた場合にのみ特有のシグナルが観察された。自然条件において植物は絶え間ない温度変化に曝されるが、この結果は、植物が全ての温度変化ではなく、特定の低温を感知している可能性が示唆する。
4. シロイヌナズナを用いて、細胞膜GPIアンカー型タンパク質に関するプロテオーム解析を行い、低温馴化に特徴的なものを同定･解析した。また、低温馴化および脱馴化過程における細胞膜リン酸化プロテオーム解析から大規模なリン酸化状態の変化が起こっていることが検出された。例えば、低温下で細胞膜H+-ATPaseや糖輸送体の活性制御に関わるリン酸化応答が示され、また、これらのリン酸化応答を制御する可能性のあるProtein kinase/phosphataseの変動も低温下で非常に多く検出された。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Higher sterols content regulated by CYP51 with concomitant lower phospholipids content in membranes is a common strategy for aluminium tolerance in several plant species.2015
Author(s)
Wagatsuma T, Khan MSH, Watanabe T, Maejima E, Sekimoto H, Yokota T, Nakano T, Toyomasu T, Tawaraya K, Koyama H, Uemura M, Ishikawa S, Ikka T, Ishikawa A, Kawamura T, Murakami S, Ueki N, Umetsu A, Kannari T.
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Journal Title
Journal of Experimental Botany
Volume: 66
Pages: 907-918
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Analysis of differential expression patterns of mRNA and protein during cold- and de-acclimation in Arabidopsis.2014
Author(s)
Nakaminami K, Matsui A, Nakagami H, Minami A, Nomura Y, Tanaka M, Morosawa T, Ishida J, Takahashi S, Uemura M, Shirasu K, Seki M.
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Journal Title
Molecular and Cellular Proteomics
Volume: 13
Pages: 3602-3611
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] RNA masking system during cold deacclimation of Arabidopsis plants.2014
Author(s)
Nakaminami K, Matsui A, Nakagami H, Minami A, Nomura Y, Tanaka M, Morosawa T, Ishida J, Takahashi S, Uemura M, Shirasu K, Seki M.
Organizer
Plant Biology 2014
Place of Presentation
Oregon Convention Center, Portland, USA
Year and Date
2014-07-12 – 2014-07-16
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[Book] Proteomic approaches to identify cold regulated plasma membrane proteins. In: Methods in Molecular Biology, vol 1066, Plant Cold Acclimation: Methods and Protocols (Hincha DK, Zuther E, eds)2014
Author(s)
Takahashi D, Nakayama T, Miki Y, Kawamura Y, Uemura M.
Total Pages
282 (159-170)
Publisher
Springer Science+Business Media, LLC vol 1166,
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