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気孔孔辺細胞の青色光情報伝達系におけるカルシウムシグナリングの研究

Research Project

Project/Area Number 04J06373
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 植物生理・分子
Research InstitutionKyushu University
Research Fellow 原田 明子  九州大学, 大学院理学研究院, 特別研究員(PD)
Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords気孔 / 孔辺細胞 / カルシウムシグナリング / 青色光 / シロイヌナズナ
Research Abstract

青色光により気孔が開口する際には、孔辺細胞の細胞膜H^+-ATPaseの活性上昇を介して膜電位が過分極し、過分極依存的にK^+が流入する。この青色光情報伝達経路にCa^<2+>が関与するかどうかを調べるために、Ca^<2+>結合性発光蛋白質エクオリン遺伝子を導入したシロイヌナズナ(野生株と気孔開口に関与する青色光受容体フォトトロピンの欠損突然変異株)から孔辺細胞プロトプラストを調製し、青色光によるCa^<2+>濃度変化を調べた。生理条件において、青色光により孔辺細胞内Ca^<2+>濃度の上昇が見られたが、これはフォトトロピンを介したものではなく、光合成に依存したものだった。一方、細胞外K^+濃度が低い時にはフォトトロピンを介したCa^<2+>濃度上昇が見られた。このCa^<2+>膿度上昇は青色光による膜電位過分極に依存したCa^<2+>流入によるものであり、K^+存在下ではK^+流入が優先的に起こっていることが分かった。
また、孔辺細胞においてCa^<2+>シグナルの下流で働く因子として、ソラマメ孔辺細胞に特異的に発現することが分かっているCa^<2+>結合蛋白質VfCBL1(Calcineurinβ-like protein)とVfCIPK1(CBL-interacting protein kinase)についてBIACOREを用いた相互作用解析を行い、これらの蛋白質がCa^<2+>非存在下で結合することを確認した。
以上に加えて、フォトトロピン1(phot1)の下流で青色光による光屈性や気孔開口に関与することが知られているRPT2の機能欠損突然変異株について、生育過程を追って表現型を詳細に観察し、RPT2が光による葉の伸展に関与していることを示した。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report

Research Products

(4 results)

All 2007 2006 2005

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Phototropins and Blue light-dependent Calcium Signaling in Higher Plants2007

    • Author(s)
      Harada, A, Shimazaki, K
    • Journal Title

      Photochemistry and Photobiology 83

      Pages: 102-111

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ca^<2+> transient induced by extracellular changes in osmotic pressure in Arabidopsis leaves : differential involvement of cell wall-plasma membrane adhesion2006

    • Author(s)
      Hayashi, T et al.
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment 29

      Pages: 661-672

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Ca^<2+> transient induced by extracellular changes in osmotic pressure in Arabidopsis leaves : differential involvement of cell wall-plasma membrane adhesion2006

    • Author(s)
      Hayashi, T et al.
    • Journal Title

      Plant, Cell and Environment 29(in press)

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] The Arabidopsis WAVY GROWTH 2 Protein Modulates Root Bending in Response to Environmental Stimuli.2005

    • Author(s)
      Mochizuki, Harada et al.
    • Journal Title

      The Plant Cell 17・2

      Pages: 537-547

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-03-31   Modified: 2016-04-21  

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