1999 Fiscal Year Annual Research Report
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09460118
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
高橋 秀幸 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教授 (70179513)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西澤 武明 東北大学, 遺伝生態研究センター, 教務職員 (60089802)
東谷 篤志 東北大学, 遺伝生態研究センター, 助教授 (40212162)
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| Keywords | オオムギ / キュウリ / コムギ / 環境ストレス / オーキシン / 水分屈性 / ジベレリン / 雄性不稔 |
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| Research Abstract |
宇宙や砂漠などのフロンティア環境に適応可能な新植物の開発、フロンティア環境で有用な植物生長制御法の開発に資するための基礎研究を行った。
宇宙実験の結果、ウリ科植物の形態形成が重力によってネガティブに制御されていることを発見し、微小重力下におけるオーキシン制御遺伝子の発現解析から、その機構をオーキシン閾値説によって説明した。また、微小重力下で発達した根が水分屈性を顕著に発現することがわかり、水分屈性と重力属性の関係を、宇宙環境下で初めて証明した。
乾燥ストレスを回避する目的で土壌深く播種されても出芽が可能な深播き耐性品種が、ジベレリンに超感受性であることを発見した。このとき、ひとつのジベレリン結合タンパクの発現量に差異があり、ジベレリン処理によって、感受性品種ではタンパク量が増大することが明らかになった。一方、内生ジベレリン量には品種間差異が見いだされなかった。また、ジベレリンによる第1節間伸長には細胞壁分解酵素活性と浸透物質の著しい増大を伴い、それが感受性品種では非感受性品種に比較して常に高いことがわかった。さらに、深播き耐性コムギのジベレリンによる第1節間伸長にはカリウムイオンが不可欠であることを発見した。これらの知見は、深播き耐性にジベレリンと浸透圧調整物質としてのカリウムが主要な役割を果たしていることを示すものである。
環境ストレスが生殖細胞形成に及ぼす影響を解析するための実験を、オオムギを用いて行い、花粉母細胞の前減数分裂期に5日間の高温処理(30℃/昼、25℃/夜)を行うと、処理の5日目にはすでに葯内の花粉母細胞の配置と生育が不均一になることを見いだした。その結果、その後適温にもどして生育を続けても花粉形成は完全に阻害され全く花粉の無い葯ができることを明らかにした。これら各発生段階から全RNAを抽出し、serial analysis of gene expression(SAGE)法による遺伝子発現の全体像の解析系を構築し、その解析をはじめた。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Takahashi H.: "Agravitropic mutant for the study of hydrotropism in seedling roots"Advances in Space Research. 23. 2021-2028 (1999)
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[Publications] Kobayashi M.: "A role of cytoskeltal structure of cortical cells in the gravity-regulated formation of a peg in cucumber seedlings"Advances in Space Research. 24. 771-773 (1999)
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[Publications] Takahashi H.: "A spaceflight experiment for the study of gravimorphogenesis and hydrotropism of cucumber seedlings"Journal of Plant Research. 112. 497-505 (1999)
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[Publications] Takahashi H.: "Morphogenesis in cucumber seedlings is negatively controlled by gravity"Planta. 210. 515-518 (2000)
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[Publications] Fujii N.: "Differential accumulation of Aux/IAA mRNA during seedling development and gravity response in cucumber (Cucumis sativus L.)"Plant Molecular Biology. (in press). (2000)
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[Publications] Yamasaki S.: "The ethylene-regulated expression of CS-ETR2 and CS-ERS genes in cucumber plants and their possible involvement with sex expression of flowers"Plant and Cell Physiology. (in press). (2000)
