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2010 Fiscal Year Annual Research Report

気孔孔辺細胞における青色光シグナル伝達機構の解明

Research Project

Project/Area Number 20370021
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

木下 俊則  名古屋大学, 理学研究科, 教授 (50271101)

Keywords気孔孔辺細胞 / 青色光 / 乾燥ストレス / アブシジン酸 / 細胞膜プロトンポンプ / フォトトロピン / シロイヌナズナ / オーキシン
Research Abstract

本研究では、気孔孔辺細胞を用いた生理・生化学的解析や新奇の気孔開度変異体の解析を進めることによって、青色光による気孔開口のシグナル伝達の分子機構を明らかにすることを目的として研究を行ってきた。まず、気孔開口の駆動力を形成する細胞膜プロトンポンプの活性調節機構についての解析を進め、活性制御に関与するキナーゼとボスファターゼがH^+-ATPaseと共に細胞膜に局在しており、キナーゼは一般的なキナーゼ阻害剤(K-252a)に対して非感受性であり、その活性には細胞膜構造が必要であること、一方、ホスファターゼは、Mg-依存性のタイプ2Cボスファターゼ(PP2C)であり、H^+-ATPaseと複合体を形成していることが明らかとなった。現在、これら分子の同定に向け、解析を進めている(Hayashi et al.2010)。次に、気孔孔辺細胞におけるプロトンポンプのリン酸化状態を、従来行われていた大量の植物からの孔辺細胞の単離を行わずして、一枚の葉を用いて免疫組織化学的に検出を行う方法を確立し、免疫組織法では単離孔辺細胞よりもより生理的な条件での青色光応答を検出ことができることを示した。さらに、この手法を大量育成の難しいABA非感受性変異体に適用し、解析を行った結果、青色光に依存したH^+-ATPaseのリン酸化のABAによる阻害が、ABA受容体PYR/PYL/RCARを介したシグナル伝達により行われていることを見出し、青色光とABAのシグナル伝達のクロストークの一端が明らかとなってきた(論文投稿中)。また、孔辺細胞に特異的に発現する遺伝子の同定を進め、7つの候補遺伝子を得た。これまでに、これら遺伝子の機能については報告されておらず、今後は、これら遺伝子の気孔開閉における機能解析を進めていく予定である。

  • Research Products

    (18 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Functional analyses of the activation loop of phototropin2 in Arabidopsis.2011

    • Author(s)
      Inoue S, Matsushita T, Tomoki yo Y, Matsumoto M, Nakayama KI, Kinoshita T, ShimazakiK
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: in press

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] New insights into the regulation of stomatal opening by blue light and the plasma membrane H^+-ATPase.2011

    • Author(s)
      Kinoshita T, Hayashi Y
    • Journal Title

      International Review of Cell and Molecular Biology

      Volume: in press

  • [Journal Article] Biochemical characterization of in vitro phosphorylation and dephosphorylation of the plasma membrane HtATPase.2010

    • Author(s)
      Hayashi Y, Nakamura S, Takemiya A, Takahashi Y, Shimazaki K, Kinoshita T.
    • Journal Title

      Plant&Cell Physiology

      Volume: 51 Pages: 186-1196

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Characterization of in vitro phosphorylation and dephosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase2011

    • Author(s)
      Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T
    • Organizer
      3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
    • Place of Presentation
      Kurashiki, Japan
    • Year and Date
      20110327-20110329
  • [Presentation] Characterization of open-stomata mutant rtll exhibiting ABA-insensitive phenotvne in stomatal guard cells2011

    • Author(s)
      Tsuzuki T, Takahashi K, InoueS, Okigaki Y, Kinoshita T
    • Organizer
      3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
    • Place of Presentation
      Kurashiki, Japan
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] Isolation and characterization of mutants exhibiting the low activity of the plasma membrane H^+-ATPase in Arabidopsis roots2011

    • Author(s)
      Inoue S, Kinoshita T
    • Organizer
      3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
    • Place of Presentation
      Kurashiki, Japan
    • Year and Date
      2011-03-28
  • [Presentation] 苔類ゼニゴケにおける細胞膜プロトンポンプの構造および機能解析2011

    • Author(s)
      奥村将樹、井上晋一郎、高橋宏二、石崎公庸、河内孝之、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 細胞膜プロトンポンプの活性制御に関わるプロテインホスファターゼの同定に向けて2011

    • Author(s)
      林優紀、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] シロイヌナズナの根において細胞膜プロトンポンプ活性が低下した突然変異株の単離2011

    • Author(s)
      井上晋一郎、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] オーキシンによるシロイヌナズナ胚軸伸長促進機構の解析2011

    • Author(s)
      高橋宏二、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtllの解析2011

    • Author(s)
      都築朋、高橋宏二、井上晋一郎、沖垣友季子、村田芳行、島崎研一郎、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] 免疫組織染色による青色光に依存した孔辺細胞細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化の検出2011

    • Author(s)
      林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
    • Organizer
      第52回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      要旨集
    • Year and Date
      2011-03-11
  • [Presentation] Characterization of in vitro phosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase2010

    • Author(s)
      Nakamura S, Hayashi Y, Kinoshita T
    • Organizer
      International Workshop on Plant Membrane Biology XV
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      20100919-20100924
  • [Presentation] Genetic analysis of regulation of the plasma membrane HtATPase in stomatal guard cells2010

    • Author(s)
      Kinoshita T, Ono N, Hayashi Y, Soda M, Nakamura S, Nakano T, Inoue S, Shimazaki K
    • Organizer
      International Workshop on Plant Membrane Biology XV
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      20100919-20100924
  • [Presentation] Possible involvement of type 2C protein phosphatase to dephosphorylation of the Ht ATPase2010

    • Author(s)
      Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T.
    • Organizer
      International Workshop on Plant Membrane Biology XV
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      2010-09-22
  • [Presentation] アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtllの単離と表現型解析2010

    • Author(s)
      都築朋、沖垣友季子、高橋宏二、木下俊則
    • Organizer
      第74回日本植物学会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2010-09-10
  • [Presentation] 細胞膜プロトンポンプの活性調節に関わるプロテインキナーゼ・ホスファターゼの生化学的解析2010

    • Author(s)
      林優紀、中村英、武宮淳史、高橋洋平、島崎研一郎、木下俊則
    • Organizer
      第74回日本植物学会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2010-09-09
  • [Presentation] In vitro phosphorylation and dephosphorylation of plasma membrane H^+-ATPase2010

    • Author(s)
      Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T.
    • Organizer
      21st International Conference on Arabisopsis Research
    • Place of Presentation
      Yokohama, Japan
    • Year and Date
      2010-06-08

URL: 

Published: 2012-07-19  

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