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2015 Fiscal Year Annual Research Report

スクロース水浸処理による気孔クラスターの形成機構と生理機能

Research Project

Project/Area Number 26891006
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

秋田 佳恵  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特任研究員 (80737122)

Project Period (FY) 2014-08-29 – 2016-03-31
Keywords植物 / 細胞・組織 / 発生・分化 / 気孔
Outline of Annual Research Achievements

本研究は申請者らが確立したスクロース水浸処理による気孔クラスター誘導法を利用し、植物の葉における気孔クラスターの形成機構と生理機能に対する理解を深めることを目的としている。平成27年度は、気孔のクラスター化による葉組織学的影響を解析するため、気孔直下の空隙である気孔腔に着目した。垂直方向の葉断面切片の観察から、気孔クラスター直下の気孔腔は拡大していることが確認された。
また前年度に引き続き、スクロース水浸処理により誘導される気孔クラスターを形成する個々の孔辺細胞について、孔辺細胞の細胞学的特徴が存在するか確かめるため、細胞壁と葉緑体に着目した。孔辺細胞は背側よりも腹側の細胞壁を厚くすることで、孔辺細胞の体積増加に伴う気孔開口を実現している。スクロース水浸処理によりクラスター化した孔辺細胞においても、細胞壁の厚さの不均一性は保たれていた。また、スクロース水浸処理区ではデンプン粒の過剰蓄積により、葉緑体が形態異常を伴って巨大化することが明らかとなった。
これらの細胞学的特徴は、孔辺細胞の重要な機能である気孔開閉に必要であると指摘されている。そこで気孔のクラスター化が気孔開閉能へ及ぼす影響を検証するため、フシコクシンによる気孔開口誘導を行った。400細胞対の測定結果から、スクロース水浸処理区の気孔は、糖を添加しないコントロール水浸処理区の気孔と比較して気孔開度が低下していたものの、スクロース水浸処理区においてもフシコクシン応答性が確認された。また、スクロース水浸処理区の気孔を、クラスター化した気孔とone-cell spacing ruleを保った気孔に分類して気孔開度を比較したところ、開口度の差は検出されなかった。これらの結果から、スクロース水浸処理により形成された気孔クラスターにおいても、個々の孔辺細胞は細胞学的特徴およびフシコクシン応答性を保持していることが明らかとなった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results)

  • [Journal Article] Cell wall accumulation of fluorescent proteins derived from a trans-Golgi cisternal membrane marker and paramural bodies in interdigitated Arabidopsis leaf epidermal cells2016

    • Author(s)
      Kae Akita, Megumi Kobayashi, Mayuko Sato, Natsumaro Kutsuna, Takashi Ueda, Kiminori Toyooka, Noriko Nagata, Seiichiro Hasezawa, Takumi Higaki
    • Journal Title

      Protoplasma

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1007/s00709-016-0955-1

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A Theoretical Model of Jigsaw-Puzzle Pattern Formation by Plant Leaf Epidermal Cells2016

    • Author(s)
      Takumi Higaki, Natsumaro Kutsuna, Kae Akita, Hisako Takigawa-Imamura, Kenji Yoshimura, Takashi Miura
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 12 Pages: e1004833

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1004833

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Cell biological dissection of guard cells of clustered stomata induced by sucrose solution immersion2016

    • Author(s)
      秋田佳恵、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岩手大学上田キャンパス(岩手県、盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] A model of jigsow puzzle pattern formation by plant leaf epidermal cell wall2016

    • Author(s)
      桧垣匠、朽名夏麿、秋田佳恵、今村(滝川)寿子、吉村賢二、三浦岳
    • Organizer
      第57回日本植物生理学会
    • Place of Presentation
      岩手大学上田キャンパス(岩手県、盛岡市)
    • Year and Date
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [Presentation] スクロース水浸処理により誘導される気孔クラスターは孔辺細胞に特徴的な細胞内構造を有していた2015

    • Author(s)
      秋田佳恵、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • Organizer
      東京理科大学研究推進機構総合研究院イメージングフロンティアセンターシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京理科大学野田キャンパス(千葉県、野田市)
    • Year and Date
      2015-12-25
  • [Presentation] A Mathematical Model of the Jigsaw Puzzle Appearance of Arabidopsis Leaf Pavement Cells2015

    • Author(s)
      今村(滝川)寿子、桧垣匠、朽名夏麿、秋田佳恵、武居宏明、小林亮、三浦岳
    • Organizer
      第38回分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県、神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] スクロース水溶液水浸処理による植物の気孔分布パターンの攪乱2015

    • Author(s)
      秋田佳恵、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • Organizer
      第24回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都、葛飾区)
    • Year and Date
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [Presentation] 葉におけるジグゾーパズル型表皮細胞の形態計測と数理モデル2015

    • Author(s)
      桧垣匠、今村寿子、秋田佳恵、朽名夏麿、小林亮、馳澤盛一郎、三浦岳
    • Organizer
      第24回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス(東京都、葛飾区)
    • Year and Date
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [Presentation] スクロース水溶液水浸処理による気孔クラスターの形成2015

    • Author(s)
      秋田佳恵、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • Organizer
      第6回植物電子顕微鏡若手ワークショップ
    • Place of Presentation
      理化学研究所横浜研究所(神奈川県、横浜市)
    • Year and Date
      2015-09-25
  • [Presentation] スクロース水溶液水浸処理によりクラスター化した孔辺細胞における細胞内構造の解析2015

    • Author(s)
      秋田佳恵
    • Organizer
      新学術領域若手ワークショップ、第9回細胞壁ネットワーク研究会
    • Place of Presentation
      アイアイランド(大阪府、四条畷市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] シロイヌナズナ葉表皮細胞における細胞壁湾曲機構の解析2015

    • Author(s)
      桧垣匠、今村寿子、秋田佳恵、朽名夏麿、馳澤盛一郎、三浦岳
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [Presentation] 顕微鏡画像データ提示における3Dプリンタの活用2015

    • Author(s)
      小笠原希美、比留川治子、桧垣匠、秋田佳恵、馳澤盛一郎、東山哲也
    • Organizer
      日本植物形態学会第27回総会・大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県、新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-05
  • [Presentation] Spatial distribution pattern of plant stomata was perturbed by sugar solution immersion2015

    • Author(s)
      秋田佳恵、桧垣匠、馳澤盛一郎
    • Organizer
      第15回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都、文京区)
    • Year and Date
      2015-06-27
  • [Presentation] Elevated CO2 promotes satellite stomatal production via DNA replication in Arabidopsis cotyledons2015

    • Author(s)
      桧垣匠、秋田佳恵、馳澤盛一郎
    • Organizer
      第48回日本発生生物学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県、つくば市)
    • Year and Date
      2015-06-02 – 2015-06-05

URL: 

Published: 2017-01-06  

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