2014 Fiscal Year Annual Research Report
気孔装置解析による植物独自の高次情報処理のパラダイム提案
| Project/Area Number |
26221103
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
射場 厚 九州大学, 理学研究院, 教授 (10192501)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳澤 修一 東京大学, 生物生産工学研究センター, 准教授 (20222359)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
|
| Keywords | 気孔 / 二酸化炭素 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
（１）気孔機能化因子SCAP1転写因子の調節機構の解明：気孔の分化機構は知られているが、分化過程終了後に始まる気孔環境応答能獲得の機構は未解明である。我々はDOF型転写因子SCAP1が気孔を成熟させ、機能化するための司令塔であることを明らかにしたが、その発現調節機構には手つかずであった。そこで、このSCAP1遺伝子のプロモーター領域で発現制御に関与する領域の決定を行った。引き続き酵母ワンハイブリッド系を用いて特異的にSCAP1に作用する転写因子の同定を試みているところである。
（２）気孔閉鎖因子SLAC1陰チャネルにおけるABA・CO2情報感知・処理機構の解明：SLAC1の活性化制御に関しては、ABAシグナルによりN末端領域がリン酸化されて活性化するとの報告はあるものの、CO2によるSLAC1の活性化に関しては何ら報告されていない。変異型SLAC1遺伝子を導入した形質転換植物の解析から、SLAC1のCO2シグナル受容部位はそのチャネルタンパク質の膜貫通領域を形成する部分に存在することを明らかにした。さらに、CO2シグナル受容に関与するアミノ酸を同定するため、SLAC1の立体構造モデルを基にリン酸化されうるアミノ酸を選抜し、1アミノ酸置換実験を行った結果、CO2応答に特異的に関与すると思われる２つのアミノ酸残基を同定した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
気孔環境応答における高次情報処理を司る因子として、気孔機能化因子SCAP1と気孔閉鎖因子SLAC1チャネルの二つを中心に研究を進めている。どちらも、植物細胞の多元的信号処理の要の因子である可能性が高い。前者においては新規調節因子の同定が進んでおり、後者においては環境刺激の違いを異なる受信部位によって選別していることを明らかにした。研究題目に合致した成果が今後得られることが期待される。
|
| Strategy for Future Research Activity |
２年次以降の研究においては、初年度で得られた研究成果を踏まえ、環境情報の統合に関する細胞レベルでの分子機構の解明につなげていきたい。また、高次情報処理の新規事例として、孔辺細胞と副細胞からなる気孔装置にも着目し、２つの細胞間の協調行動に介在する膜交通機構の解析から、細胞間コミュニケーションについての研究も展開する予定である。
|
Research Products
(35 results)
-
[Journal Article] Dominant and recessive mutations in the Raf-like kinase HT1 gene completely disrupt stomatal responses to CO2.2016
Author(s)
Hashimoto-Sugimoto, M., Negi, J., Monda, K., Higaki, T., Isogai, Y., Nakano, T., Hasezawa, S. and Iba, K.
-
Journal Title
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Enhanced stomatal conductance by a spontaneous Arabidopsis tetraploid, Me-0, results from increased stomatal size and greater stomatal aperture.2016
Author(s)
Monda, K., Araki, H., Kuhara, S., Ishigaki, G., Akashi, R., Negi, J., Kojima M., Sakakibara, H., Takahashi, S., Hashimoto-Sugimoto, M., Goto, N. and Iba, K.
-
Journal Title
Plant Physiol.
Volume: 170
Pages: 1435-1444
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] The transmembrane region of guard cell SLAC1 channels perceives CO2signals via an ABA-independent pathway in Arabidopsis.2016
Author(s)
Yamamoto, Y., Negi, J., Wang, C., Isogai, Y., Schroeder, J.I. and Iba, K.
-
Journal Title
Plant Cell
Volume: 28
Pages: 557-567
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] CO2 sensing and stomatal conductance regulation: advances and open questions.2016
Author(s)
Engineer, C., Hashimoto-Sugimoto, M., Negi, J., Rappel, W-J., Iba, K. and Schroeder, J.
-
Journal Title
Trends Plant Sci.
Volume: 21
Pages: 16-30
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] The HT1 protein kinase is essential for red light-induced stomatal opening and genetically interacts with OST1 in red light and CO2-induced stomatal movement responses.2015
Author(s)
Matrosova, A., Bogiredd,i H., Mateo-Peñas, A., Hashimoto-Sugimoto, M., Iba, K., Schroeder, J.I. and Israelsson-Nordström, M.
-
Journal Title
New Phytol.
Volume: 208
Pages: 1126-1137
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
-
[Journal Article] Natural Variation in Stomatal Responses to Environmental Changes among Arabidopsis thaliana Ecotypes.2015
Author(s)
Takahashi, S., Monda, K., Negi, J., Konishi, F., Ishikawa, S., Hashimoto-Sugimoto,M., Goto, N. and Iba, K.
-
Journal Title
PLoS One
Volume: 10
Pages: e0117449
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
-
-
-
[Journal Article] Diversity in Guanosine 3′,5′-Bisdiphosphate (ppGpp) Sensitivity Among Guanylate Kinases of Bacteria and Plants.2014
Author(s)
Nomura, Y., Izumi, A., Fukunaga, Y. Kusumi, K., Iba, K., Watanabe, S., Nakahira, Y., Weber, A. P., Nozawa, A., and Tozawa, Y.
-
Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 289
Pages: 15631-15641
DOI
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
[Presentation] 巨大気孔をもつ4倍体シロイヌナズナエコタイプMe-0は高い気孔コンダクタンスを示す2016
Author(s)
門田 慧奈 , 荒木 啓充 , 久原 哲 , 石垣 元気 , 明石 良 , 祢宜 淳太郎 , 小嶋 美紀子 , 榊原 均 , 高橋 將 , 橋本（杉本） 美海 , 後藤 伸治 , 射場 厚
Organizer
第57回日本植物生理学会
Place of Presentation
岩手大学
Year and Date
2016-03-18 – 2016-03-20
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Presentation] Environmental Responses of An Arabidopsis Ecotype, Me-0, with Giant Stomata2014
Author(s)
Keina Monda , Juntaro Negi , Genki Ishigaki , Hiromitsu Araki , Sho Takahashi , Mimi Hashimoto-Sugimoto , Satoru Kuhara , Ryo Akashi , Nobuharu Goto , Koh Iba
Organizer
The 25th International Conference on Arabidopsis Research
Place of Presentation
University of British Columbia
Year and Date
2014-07-28 – 2014-08-01
Int'l Joint Research
-
