2013 Fiscal Year Annual Research Report
シロイヌナズナの糖転流経路と二次原形質連絡形成に対する高ＣＯ２環境の影響
Publicly Offered Research
| Project Area | Comprehensive studies of plant responses to high CO2 world by an innovative consortium of ecologists and molecular biologists |
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| Project/Area Number |
24114703
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
西田 生郎 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (40189288)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 糖転流 / 原形質連絡 / ペクチン酸リアーゼ / シロイヌナズナ / シンクーソース変換 |
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| Research Abstract |
シロイヌナズナ変異株restricted sucrose export1 (rsx1)株では伴細胞（CC）-篩要素（SE）間など、維管束の細胞間の細胞壁でPD形成が異常となり、葉のソース化に伴う糖転流経路の構築がうまくゆかない変異株である。
1．rsx1変異株では、ProSUC2支配下でソース葉のCC特異的に発現させたGFPがシンク葉へうまく転流されなかったことから、rsx1変異株の原形質連絡異常は、一部のタンパク質透過も制限することをあきらかにした。
2．高CO2環境の影響： 高CO2（780 ppm）環境下で18日間育成させた野生型シロイヌナズナでは、第１葉からシンク組織（シンク葉と根）への14CO2固定産物の転流が顕著に増加した。また、第一葉主脈の篩管の原形質連絡の数も増加した。RT-PCR解析から、通常環境下で主要な糖転流経路（AP経路）を支配するSUC2トランスポータの発現レベルは高CO2環境下でほとんど変わらなかった。一方、SUT4トランスポータや、アポプラストにショ糖を放出するSWEET12エフラクサーの発現レベルが上昇した。以上の結果から、シロイヌナズナの第一葉では、高CO2環境に応答してSUT4の発現が上昇し、CC-SE間の原形質連絡を介してSEにターゲットさせることにより、SWEET-SUT4アポプラスト経路を強化し、糖転流活性を上昇させるいう仮説を提唱した（Duan et al. 2014、PCP）。
3. 高CO2環境下で生育させたPro35S:RSX1-sGFP植物では野性型に較べて糖転流レベルの増加が見られ、葉のデンプン蓄積レベルが低下した。RSX1-sGFPの過剰発現は、糖転流を改善すると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Photoassimilation, translocation, and plasmodesmal biogenesis In the source leaves of Arabidopsis thaliana grown under an increased atmospheric CO2 concentration.2014
Author(s)
Duan, Z., Homma, A., Kobayashi, M., Nagata, N., Kaneko, Y., Fujiki, Y. and Nishida, I.
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Journal Title
Plant and Cell Physiology
Volume: 55
Pages: 358-369
DOI
Peer Reviewed
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