2001 Fiscal Year Annual Research Report
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13139202
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
島崎 研一郎 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (00124347)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木下 俊則 九州大学, 大学院・理学研究院, 助手 (50271101)
土井 道夫 九州大学, 大学教育センター, 助手 (00167537)
和田 元 九州大学, 大学院・理学研究院, 助教授 (60167202)
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| Keywords | 気孔 / 孔辺細胞 / 青色光受容体 / プロトンポンプ / フォトトロピン / フシコクシン |
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| Research Abstract |
気孔は青色光に反応して開口するが、この青色光が孔辺細胞細胞膜のプロトンポンプを活性化する事が明らかになったが、孔辺細胞に存在する青色光受容体の実体は不明であった。我々は、この青色光受容体の同定を行う目的で以下の実験を行った。
まず、青色光受容体の候補としてシロイヌナズナで同定されているphot1とphot2をその有力な候補として考えた。その結果、以下のことが明らかになった。
1)phot1とphot2のそれそれの単一の変異株は青色光に対して気孔を開いた。
2)しかし、phot1 phot2の二重変異株は青色光に対して気孔を全く開かなかった。
3)同様に、この二重変異株の表皮を用いた実験によると青色光に対して水素イオンを全く放出しなかった。しかし、ポンプを直接活性化するカビ毒フシコクシンを添加すると、変異株は野生型とほぼ同様のプロトン放出を行い、気孔も同様に開口した。
4)この二重変異株は、免疫生物学的に定量すると正常なプロトンポンプを野生型とほぼ同量有しており、気孔開口を行う駆動力は正常であった。
5)一方、単一重変異株は青色光に対する感受性が低下しており、特に、phot1変異株はphot2変異株に比べて大きく感受性が低下していた。
6)さらに、シロイヌナズナのインタクト葉を用いた実験によっても、青色光に依存したガス交換活性は二重変異株で消失しており、上記の結果と一致した。
以上の結果に基づいて、気孔孔辺細胞の青色光受容体はphotであり、phot1とphot2が重複して機能していると結論した。この結論は、いままでの生理学的結果や、光受容体に関する作用スペクトルなどの知見をよく説明する。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Toshinori Kinoshita: "Phot1 phot2 mediate blue light regulation of stomatal opening"Nature. 414. 656-660 (2001)
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[Publications] Toshinori Kinoshita: "Analysis of the phosphorylation level in guard-cell plasma membrane H+ -ATPase in response to Fusicoccin"Plant & Cell Physiology. 42. 424-432 (2001)
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[Publications] Takashi, Emi: "Specific binding of vf14-3-3a isoform to the plasma membrane H+-ATPase in response to blue light and fusicoccinin guard cells of broad beans"Plant Physiology. 125. 1115-1125 (2001)
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[Publications] Misumi Tominaga: "Gurd-cell chloroplasts provides ATP required for H+ pumping in the plasma membrane and stomatal opening"Plant & Cell Physiology. 42. 795-802 (2001)
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[Publications] 島崎研一郎: "植物の光センシング"秀潤社. 192 (2001)
