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2008 Fiscal Year Annual Research Report

カルシウムチャネルを介した植物のストレス応答・増殖・死制御ネットワークの分子機構

Research Project

Project/Area Number 19370023
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

朽津 和幸  Tokyo University of Science, 理工学部, 教授 (50211884)

Keywordsカルシウムチャネル / イネ / 感染防御応答 / カルシウムイオン濃度 / 機械刺激受容 / プロテインキナーゼ / 活性酸素種 / エリシター
Research Abstract

イネ培養細胞における[Ca^<2+>]_<cyt>変化や活性酸素種(ROS)生成のリアルタイム測定系を確立し、糸状菌由来の種々のエリシター処理直後に誘導される初期応答を経時的に解析した。その結果、ROS生成やMAPキナーゼの活性化に先立ち、[Ca^<2+>]_<cyt>が上昇すること、エリシターシグナルの受容後1分以内に、感染防御応答に特異的なタンパク質リン酸化反応を介した制御系により、Ca^<2+>動員が負のフィードバック制御を受ける可能性が示された。一方、タンパク質性エリシターTvXにより誘導される過敏感細胞死は、電位依存性Ca^<2+>チャネル候補OsTPC1の機能破壊株(Ostpcl)において顕著に抑制される。そこでOstpcl株の[Ca^<2+>]_<cyt>測定系を確立し、様々なストレス誘導性[Ca^<2+>]_<cyt>変化を解析した結果、TvXにより誘導されるOsTPC1がTvX誘導性Ca^<2+>動員に関与する可能性が示唆された。
機械刺激に応答したCa^<2+>動員の制御候補因子OsMCA1を同定した。OsMCA1は、酵母の機械刺激作動性Ca^<2+>チャネル候補Mid1の変異株を部分的に相補した。OsMCA1の発現は、植物体の広範な組織で見られた。OsMCA1発現抑制株では生育遅延・穂軸の短化等の表現型が見られた.OsMCA1発現抑制株の[Ca^<2+>]_<cyt>測定系を確立し、種々の刺激に対するCa^<2+>動態の変化を解析した。低浸透圧刺激により細胞膜を介した細胞質へのCa^<2+>流入を含む細胞質への一過性のCa^<2+>動員の抑制が見られた。
イネの2種のプロテインキナーゼOsCIPK14/15は、エリシター処理により急速に発現が誘導されるが、Ostpc1破壊株では発現誘導が顕著に抑制された。OsCIPK14/15は、FISLモチーフを介してCa^<2+>センサータンパク質OsCBL4と強く相互作用した。RNAi法によるOsCIPK14/15発現抑制株では、TvXにより誘導される過敏感細胞死、PBZ1等の防御遺伝子の発現誘導などの応答は顕著に抑制された。逆にOsCIPK14/15過剰発現株では、TvX誘導性の過敏感細胞死が亢進された。こうした結果は、イネの感染防御応答やプログラム細胞死の制御に、Ca^<2+>制御型プロテインキナーゼOsCIPK14/15が関与する可能性を示唆する。

  • Research Products

    (15 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 局所的な生のフィードバック制御が根毛細胞の形を決める2009

    • Author(s)
      賀屋秀隆, 朽津和幸
    • Journal Title

      Japanese Scientists in Science(サイエンス誌に載った日本人研究者)

      Pages: 11

  • [Journal Article] Vacuolar and cytoskeletal dynamics during elicitor-induced programmed cell death in tobacco BY-2 cells2008

    • Author(s)
      Higaki, T., Kadota, Y., Goh, T., Hayashi, T., Kutsuna, N., Sano, T., Hasezawa, S., Kuchitsu. K.
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior 3(9)

      Pages: 700-703

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 植物のストレス応答・形態形成における活性酸素種生成酵素NADPH oxidaseのCa^<2+>を介した活性化メカニズム2008

    • Author(s)
      武田征士, 賀屋秀隆, Liam Dolan, 朽津和幸
    • Journal Title

      細胞工学 27(6)

      Pages: 600-601

  • [Journal Article] Phosphoric acid-assisted constant relative humidity chambers utilized for controlled deterioration of rice seeds

    • Author(s)
      Oda, A., Amikura, K., Kuchitsu, K., Ishikawa, M.
    • Journal Title

      Seed Science & Technology 36

      Pages: 699-709

  • [Presentation] タバコBY-2細胞におけるCa^<2+>流入関連因子NtMCA1とNtMCA2のCa^<2+>取込み能に関する解析2009

    • Author(s)
      山中拓哉, 瀧口彬子, 中野正貴, 三木悠意, 林晃之, 飯田秀利, 来須孝光, 朽津和幸
    • Organizer
      第50回日本植物生理学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-03-21
  • [Presentation] シロイヌナズナの活性酸素生成酵素NADPHオキシダーゼAtrbohFのCa^<2+>とリン酸化を介した活性制御2008

    • Author(s)
      木村幸恵, 菱沼悠, 先崎栄里子, 河原崎朋子, 路川真貴, 賀屋秀隆, 朽津和幸
    • Organizer
      BMB2008(日本分子生物学会・日本生化学会合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-12
  • [Presentation] 植物の生体防御・プログラム細胞死の制御とCa^<2+>・活性酵素シグナル2008

    • Author(s)
      朽津和幸, 来須孝光, 濱田晴康, 北川陽一郎, 木村幸恵, 賀屋秀隆
    • Organizer
      BMB2008(日本分子生物学会・日本生化学会合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-10
  • [Presentation] Ca^<2+>-ROS Signaling Network Regulating Stress Responses, Innate Immunity Ca^<2+> and Development2008

    • Author(s)
      Kuchitsu, K., Ogasawara, Y., Kimura, S., Hiraoka, G., Hishinuma, H., Senzaki, E., Kurusu, T., Yumoto, F., Tanokura, M., Takeda, S., Dolan, L., Kaya, H.
    • Organizer
      XI th France-Japan Workshop on Plant Sciences 2008
    • Place of Presentation
      筑波大学
    • Year and Date
      2008-10-21
  • [Presentation] Ca^<2+>シグナル・活性酸素シグナルの制御とクロストーク2008

    • Author(s)
      朽津和幸, 来須孝光, 濱田晴康, 木村幸恵, 賀屋秀隆
    • Organizer
      日本植物学会第72回大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2008-09-27
  • [Presentation] イネの培養細胞の感染防御応答に伴うCa^<2+>動因制御機構の解析2008

    • Author(s)
      濱田晴康, 来須孝光, 杉山淑美, 岩崎洋平, 能鹿島央司, 宮尾安藤雄, 廣近洋彦, 朽津和幸
    • Organizer
      日本植物学会第72回大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2008-09-26
  • [Presentation] イネの感染防御応答におけるCa^<2+>制御型プロテインキナーゼOsCIPK14/15の機能解析2008

    • Author(s)
      北川陽一郎, 濱田晴康, 濱田淳平山本崇史, 来須孝光, 朽津和幸
    • Organizer
      日本植物学会第72回大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2008-09-26
  • [Presentation] シロイヌナズナ活性酸素種生成酵素AtrbohDのCa^<2+>による活性化機構の解析2008

    • Author(s)
      先崎栄里子, 木村幸恵, 菱沼悠, 賀屋秀隆, 朽津和幸
    • Organizer
      日本植物学会第72回大会
    • Place of Presentation
      高知大学
    • Year and Date
      2008-09-26
  • [Presentation] Ca^<2+>-ROS Signaling Network Regulating Stress Responses, Innate Immunity and Development2008

    • Author(s)
      Kuchitsu, K.
    • Organizer
      Frontiers of Plant Science in the 21st Century
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県岡崎市)
    • Year and Date
      2008-09-14
  • [Presentation] Ca^<2+>-ROS signaling network regulating stress responses, programmed cell death and development in plants2008

    • Author(s)
      Kuchitsu, K.
    • Organizer
      Plant Neurobiology 2008
    • Place of Presentation
      九州大学
    • Year and Date
      2008-06-08
  • [Book] 植物ゲノム科学辞典2009

    • Author(s)
      朽津和幸, 他211名(駒嶺穆 総編集)
    • Total Pages
      1-406
    • Publisher
      朝倉書店

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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