1997 Fiscal Year Annual Research Report

植物の塩・乾燥ストレスに対する応答のメカニズム

Research Project

Project/Area Number	08044199
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	ハセガワ P.M. パーデュー大学, 植物環境ストレス生理センター, 教授ハンソン A.D. フロリダ大学, 園芸学, 教授ボーナート H.J. アリゾナ大学, 生化学, 教授篠崎一雄理化学研究所, ライフサイエンス筑波センター, 主任研究員 (20124216) 高倍鉄子名古屋大学, 生物分子応答研究センター, 助教授 (60089852)
Keywords	プロリン / ベタイン / ポリオール / 塩耐性 / 乾燥耐性 / 遺伝子導入 / ストレス / 応答メカニズム
Research Abstract	地球上の環境のうち塩及び乾燥は植物の生育に対し、最も重要な意味を持つと考えられ、これまでにもこれらの要因に対する応答を対照とした研究は多い。いかにして植物に塩及び乾燥に対する耐性を獲得させるかは、最大の関心事である。プロリン合成系と耐塩性に関して新しい成果が得られ、ベタインやポリオール蓄積の遺伝子導入にも成功した。本年度は8月にカナダ・バンクーバーで行われた国際学会に合わせ、アメリカ側から5名(別経費)、日本側から4名(うち1名は別経費)が一同に集まり、研究連絡を行い、これまでの研究の進展と今後の進め方を議論した。これまでの結果からプロリン、ベタイン、ポリオール等の適合溶質の合成系に重要な酵素遺伝子一つを植物に導入し、耐性を獲得させることでは不十分であり、複数の関連する遺伝子の同時導入を考える必要があることが議論され、今後の研究の進む方向として考えられた。複数の遺伝子の導入は現時点でかなり技術的な難しさはあるものの、不可能ではなく、今後の研究が期待される。しかしながら、一方では導入された遺伝子の働きを正しく解析することも重要で、植物体の中で塩がどのように移動し、各部分でどのように特異的な傷害を示すか、そのメカニズムについても生理的・生化学的な研究が要求される。さらに、上に掲げた適合溶質以外の新たな物質の探索をも必要としている。また、塩や乾燥のストレスはその他のストレスと複合的に作用することも今後の問題として見逃せない。例えば酸化ストレス耐性を持つ植物は塩や乾燥ストレスにも耐性であるという現象が指摘されている。

Research Products
(20 results)

All Other

All Publications (20 results)

[Publications] Yoshiba, Y.et al.: "Regulation of the level of proline as an osmolyte in plants under water stress." Plant Cell Physiol.38(10). 1095-1102 (1997)
[Publications] Abe, H.et al.: "Role of Arabidopsis MYC homologs in drought-and abscisic acid-regulated gene expression." Plant Cell. 9. 1859-1868 (1997)
[Publications] Nakamura, T.et al.: "Expression of a betaine aldehyde dehydrogenase gene in rice,a glycinebetaing nonaccumulator,and possible...." Plant J.11. 1115-1120 (1997)
[Publications] Maggio, A.et al.: "Moderately increased constitutive proline does not alter osmotic stress tolerance." Physiol.Plantarum. 101(1). 240-246 (1997)
[Publications] Raghothama, K.G.: "Tissue specific activation of the osmotin gene by ABA,C2H4 and NaCl involves the same promoter region." Plant Mol.Biol.34. 393-402 (1997)
[Publications] Zhu, J.K.et al.: "Molecular aspects of osmotic stress in plants." Critical Rev.Plant Science. 16. 253-277 (1997)
[Publications] Shen, B.et al.: "Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants by targeting mannitol biosynthesis to chloroplast." Plant Physiol.113(4). 1177-1183 (1997)
[Publications] Sheveleva, E.et al.: "Increased salt and drought tolerance by D-ononitol production in transgenic Nicotiana tabacum L." Plant Physiol.115(3). 1211-1219 (1997)
[Publications] Yamada, S.et al.: "The expression of an Aquaporin promoter from Mesembryanthemum crystallinum in tobacco." Plant Cell Physiol.38(12). 1326-1332 (1997)
[Publications] Sheveleva, E.et al.: "Sorbitol dehydrogenase expression in transgenic tobacco : High sorbitol accumulation leads to necrotic lesions...." Plant Physiol.(in press). (1998)
[Publications] Vojtechova, E.et al.: "Betaine akdehyde dehydrogenase from amaranth leaves efficiently catalyzes the NAD-dependent oxidation of...." Arch.Biochem.Biophys.337. 81-88 (1997)
[Publications] NoIte, K.D.et al.: "Proline accumulation and methylation of proline to proline betaine in Citrus : Implications for genetic...." J.Amer.Soc.Hort.Science. 122. 8-13 (1997)
[Publications] Trossat, C.B.et al.: "Transgenically expressed betaine aldehyde dehydrogenase efficiently catalyzes oxidation of dimethylsulfonio-...." Plant Physiol.113(4). 1457-1461 (1997)
[Publications] Rathinasabapathi, B.et al.: "Choline monooxygenase,an unusual iron-sulfur enzyme catalyzing the first step of glycine betaine synthesis.." Proc.Natl.Acad.Science,USA. 94. 3454-3458 (1997)
[Publications] Gage, D.A.et al.: "A new route for the synthesis of dimethylsulfoniopropionate in marine algae." Nature. 387. 891-894 (1997)
[Publications] Trossat, C.et al.: "Salinity promotes accumulation of dimetylsulfoniopropionate and its precursor S-methylmethionine in chloroplast" Plant Physiol.116(1). 165-171 (1998)
[Publications] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxygenase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116(2). 859-865 (1998)
[Publications] Pei, Z.M.et al.: "Differential abscisic acid regulation of guard cell slow anion channels in Arabidopsis wild-type and ab1 and ab2." Plant Cell. 9. 409-423 (1997)
[Publications] Maathuis, F.J.M.et al.: "Roles of higher plant potassium channels." Plant Physiol.114(4). 1141-1149 (1997)
[Publications] Kim.E.J.et al.: "AtKUPl,an Arabidopsis gene encoding a high-affinity potassium transporter activity." Plant Cell. 10. 51-62 (1998)

1997 Fiscal Year Annual Research Report

植物の塩・乾燥ストレスに対する応答のメカニズム

Principal Investigator

和田 敬四郎 金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)

Research Products

[Publications] Yoshiba, Y.et al.: "Regulation of the level of proline as an osmolyte in plants under water stress." Plant Cell Physiol.38(10). 1095-1102 (1997)

[Publications] Abe, H.et al.: "Role of Arabidopsis MYC homologs in drought-and abscisic acid-regulated gene expression." Plant Cell. 9. 1859-1868 (1997)

[Publications] Nakamura, T.et al.: "Expression of a betaine aldehyde dehydrogenase gene in rice,a glycinebetaing nonaccumulator,and possible...." Plant J.11. 1115-1120 (1997)

[Publications] Maggio, A.et al.: "Moderately increased constitutive proline does not alter osmotic stress tolerance." Physiol.Plantarum. 101(1). 240-246 (1997)

[Publications] Raghothama, K.G.: "Tissue specific activation of the osmotin gene by ABA,C2H4 and NaCl involves the same promoter region." Plant Mol.Biol.34. 393-402 (1997)

[Publications] Zhu, J.K.et al.: "Molecular aspects of osmotic stress in plants." Critical Rev.Plant Science. 16. 253-277 (1997)

[Publications] Shen, B.et al.: "Increased resistance to oxidative stress in transgenic plants by targeting mannitol biosynthesis to chloroplast." Plant Physiol.113(4). 1177-1183 (1997)

[Publications] Sheveleva, E.et al.: "Increased salt and drought tolerance by D-ononitol production in transgenic Nicotiana tabacum L." Plant Physiol.115(3). 1211-1219 (1997)

[Publications] Yamada, S.et al.: "The expression of an Aquaporin promoter from Mesembryanthemum crystallinum in tobacco." Plant Cell Physiol.38(12). 1326-1332 (1997)

[Publications] Sheveleva, E.et al.: "Sorbitol dehydrogenase expression in transgenic tobacco : High sorbitol accumulation leads to necrotic lesions...." Plant Physiol.(in press). (1998)

[Publications] Vojtechova, E.et al.: "Betaine akdehyde dehydrogenase from amaranth leaves efficiently catalyzes the NAD-dependent oxidation of...." Arch.Biochem.Biophys.337. 81-88 (1997)

[Publications] NoIte, K.D.et al.: "Proline accumulation and methylation of proline to proline betaine in Citrus : Implications for genetic...." J.Amer.Soc.Hort.Science. 122. 8-13 (1997)

[Publications] Trossat, C.B.et al.: "Transgenically expressed betaine aldehyde dehydrogenase efficiently catalyzes oxidation of dimethylsulfonio-...." Plant Physiol.113(4). 1457-1461 (1997)

[Publications] Rathinasabapathi, B.et al.: "Choline monooxygenase,an unusual iron-sulfur enzyme catalyzing the first step of glycine betaine synthesis.." Proc.Natl.Acad.Science,USA. 94. 3454-3458 (1997)

[Publications] Gage, D.A.et al.: "A new route for the synthesis of dimethylsulfoniopropionate in marine algae." Nature. 387. 891-894 (1997)

[Publications] Trossat, C.et al.: "Salinity promotes accumulation of dimetylsulfoniopropionate and its precursor S-methylmethionine in chloroplast" Plant Physiol.116(1). 165-171 (1998)

[Publications] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxygenase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116(2). 859-865 (1998)

[Publications] Pei, Z.M.et al.: "Differential abscisic acid regulation of guard cell slow anion channels in Arabidopsis wild-type and ab1 and ab2." Plant Cell. 9. 409-423 (1997)

[Publications] Maathuis, F.J.M.et al.: "Roles of higher plant potassium channels." Plant Physiol.114(4). 1141-1149 (1997)

[Publications] Kim.E.J.et al.: "AtKUPl,an Arabidopsis gene encoding a high-affinity potassium transporter activity." Plant Cell. 10. 51-62 (1998)

和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)