Morphogenesis of land plants and gravity-Mechanism of their resistance to gravity mediated by plant hormones-

• Project/Area Number: 21570064
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Morphology/Structure
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: KARAHARA Ichirou 富山大学, 大学院・理工学研究部, 准教授 (60283058)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2010: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000); Fiscal Year 2009: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 植物 / 形態・構造 / 重力 / 細胞壁 / 植物ホルモン / マイクロアレイ

Research Abstract

Lignin formation in secondary cell walls is assumed to be essential for the evolution of land plants. Our microarray analysis of hypergravity-treated Arabidopsis inflorescence stems revealed that expression of genes involved in auxin signaling was modulated in response to hypergravity as well as those which are involved in lignin biosynthesis. Hypergravity treatment at 300g significantly increasedβ-glucuronidase activity in inflores-cence stems of DR5 :: GUS plants, indicating that endogenous auxin accumulation was enhanced by hypergravity treatment. The hypergravity-related increased expression levels of both DR5 :: GUS and lignin biosynthesis-related genes in inflorescence stems were suppressed after disbudding, indicating that the increased expression of lignin biosynthesis-related genes is dependent on an increase in auxin influx from the shoot apex.

Research Products

• [Journal Article] Involvement of auxin dynamics in hypergravity-induced promotion of lignin-related genes expression in Arabidopsis inflorescence stems (2011)
  • Author(s): Tamaoki D, * Karahara, I., Nishiuchi T, Wakasugi T, Yamada K, Kamisaka S
  • Journal Title: J. Exp. Bot Volume: 62 Pages: 5463-5469
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • Author(s): 須藤宇道, *唐原一郎, 山口駿, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 島津徹, 福井啓二, 笠原春夫, 桝田大輔, 山内大輔, 竹内美由紀, 峰雪芳宣, 上杉健太朗, 笠原宏一, 山田晃弘, 西谷和彦, 保尊隆享, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz. Res Volume: 27 Pages: 147-150
  • NAID: 120006830359
• [Journal Article] Involvement of auxin dynamics in hypergravity-induced promotion of lignin-related genes expression in Arabidopsis inflorescence stems (2011)
  • Author(s): Tamaoki D, Karahara I, Nishiuchi T, Wakasugi T, Yamada K, Kamisaka S
  • Journal Title: J.Exp.Bot. Volume: 62 Issue: 15 Pages: 5463-5469
  • DOI: 10.1093/jxb/err224
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • Author(s): 須藤宇道, 唐原一郎, 山口駿, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 島津徹, 福井啓二, 笠原春夫, 桝田大輔, 山内大輔, 竹内美由紀, 峰雪芳宣, 上杉健太朗, 笠原宏一, 山田晃弘, 西谷和彦, 保尊隆享, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz.Res. Volume: 27 Pages: 164-165
  • NAID: 120006830359
• [Journal Article] 国際宇宙ステーションでのSpace Seed実験 (2010)
  • Author(s): 神阪盛一郎, 唐原一郎, 笠原宏一, 山田晃弘, 矢野幸子, 谷垣文章, 笠原春夫, 桝田大輔, 嶋津徹, 福井啓二, 西谷一彦, 保尊隆享
  • Journal Title: 生物工学 Volume: 88(6) Pages: 288-291
  • NAID: 110007658222
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎, 新谷悠, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz. Res Volume: 26 Pages: 173-175
  • NAID: 120006830454
• [Journal Article] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎, 新谷悠, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utihz Res Volume: 26 Pages: 173-175
  • NAID: 120006830454
• [Journal Article] 植物の抗重力反応解明 (2010)
  • Author(s): 保尊隆享, 神阪盛一郎, 高橋秀幸, 山下雅道, 北宅善昭, 飯田秀利, 村中俊哉, 橋本隆, 園部誠司, 谷本英一, 西谷和彦, 井上雅裕, 唐原一郎, 小竹敬久, 若林和幸, 曽我康一
  • Journal Title: Space Utihz Res Volume: 26 Pages: 176-177
• [Journal Article] 平成21年度WG「高等植物の生活環」活動報告 (2010)
  • Author(s): 神阪盛一郎, 保尊隆享, 若林和幸, 曽我康一, 笠原宏一, 山田晃弘, 高橋秀幸, 田坂昌生, 西谷一彦, 上田純一, 宮本健助, 山田恭司, 増田恭次郎, 若杉達也, 唐原一郎, 酒井英男, 山本將之, 田山一郎, 嶋津徹, 矢野幸子, 石岡憲昭, 北宅善昭, 多胡靖宏, 後藤英司, 久米篤, 笠原春夫, 山口和男, 西内巧, 鎌田源司, 山下雅道
  • Journal Title: Space Utiliz Res Volume: 26 Pages: 183-185
  • NAID: 120006830458
• [Journal Article] Transcriptome profiling in Arabidopsis inflorescence stems grown under hypergravity in terms of cell walls and plant hormones (2009)
  • Author(s): Tamaoki, D., * Karahara, I., Nishiuchi T., Oliveira, S. D., Schreiber, L., Wakasugi, T., Yamada, K., Yamaguchi, K., Kamisaka, S
  • Journal Title: Adv. Space Res Volume: 44 Pages: 245-253
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of altered gravity conditions on lignin and secondary wall formation in herbaceous dicots and woody plants (2009)
  • Author(s): Karahara, I., Tamaoki, D., Nishiuchi T., Schreiber, L., Kamisaka, S
  • Journal Title: Biol. Sci. Space Volume: 23 Pages: 177-182
  • NAID: 10026386143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エチレン非感受性シロイヌナズナ突然変異体の花茎におけるリグニン生合成関連遺伝子の発現に対する過重力刺激の影響 (2009)
  • Author(s): 小林麻衣, 玉置大介, *唐原一郎, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz. Res Volume: 25 Pages: 6-8
  • NAID: 120006830491
• [Journal Article] シロイヌナズナの花芽に対する過重力の影響についてのプロテオーム解析 (2009)
  • Author(s): 須藤宇道, 浅野智哉, 玉置大介, *唐原一郎, 西内巧, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz. Res Volume: 25 Pages: 12-14
  • NAID: 120006830493
• [Journal Article] Transcriptome profiling in Arabidopsis inflorescence stems grown under hypergravity in terms of cell walls and plant hormones (2009)
  • Author(s): Tamaoki, D., Karahara, I., Nishiuchi, T., Oliveira, S.D., Schreiber, L., Wakasugi, T., Yamada, K., Yamaguchi, K., Kamisaka, S.
  • Journal Title: Adv.Space Res. 44 Pages: 245-253
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of altered gravity conditions on lignin and secondary wall formation in herbaceous dicots and woody plants (2009)
  • Author(s): Karahara, I., Tamaoki, D., Nishiuchi, T., Schreiber, L., Kamisaka, S.
  • Journal Title: Biol.Sci.Space 23 Pages: 177-182
  • NAID: 10026386143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] エチレン非感受性シロイヌナズナ突然変異体の花茎におけるリグニン生合成関連遺伝子の発現に対する過重力刺激の影響 (2009)
  • Author(s): 小林麻衣, 玉置大介, 唐原一郎, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz Res 25 Pages: 6-8
  • NAID: 120006830491
• [Journal Article] シロイヌナズナの花芽に対する過重力の影響についてのプロテオーム解析 (2009)
  • Author(s): 須藤宇道, 浅野智哉, 玉置大介, 唐原一郎, 西内巧, 神阪盛一郎
  • Journal Title: Space Utiliz Res 25 Pages: 12-14
  • NAID: 120006830493
• [Presentation] 国際宇宙ステーション「きぼう」におけるシロイヌナズナの生活環 (2012)
  • Author(s): 唐原一郎,須藤宇道,矢代宇視,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,嶋津徹,笠原春夫,笠原宏一,曽我康一,保尊隆享,神阪盛一郎
  • Organizer: 第53回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 京都産業大学,京都
• [Presentation] 根の内部組織の発達に与える環境ストレスの影響 (2012)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Organizer: 第123回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 宇都宮大学,栃木
• [Presentation] 強磁場環境がシロイヌナズナ芽生えの成長に与える影響 (2012)
  • Author(s): 進藤裕美, 唐原一郎, 曽我康一, 保尊隆享, 酒井英男, 神阪盛一郎
  • Organizer: 第28回宇宙利用シンポジウム
  • Place of Presentation: 日本学術会議講堂・会場室
• [Presentation] 重力と植物-植物から学ぶ技術 (2011)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Organizer: 富山大学イブニング技術交流サロン
  • Place of Presentation: オークスカナルパークホテル富山,富山
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Presentation] -重力と植物-植物から学ぶ技術 (2011)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Organizer: 富山大学イブニング技術交流サロン
  • Place of Presentation: 富山市
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Presentation] Promotion of lysigenous aerenchyma formation in rice roots under osmotic stress-Visualization using X-ray Computed Tomography- (2011)
  • Author(s): Karahara, I., Bando T, Tamaoki D, Yamauchi D, Uesugi K, Mineyuki Y
  • Organizer: 7th International Conference on Structure and Function of Roots, Novy Smokovec
  • Place of Presentation: Slovakia, September
  • Year and Date: 2011-05-09
• [Presentation] 植物の根における内部組織の発達と環境 (2011)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Organizer: 第122回日本森林学会大会
  • Place of Presentation: 静岡大学,静岡
  • Year and Date: 2011-03-27
• [Presentation] 国際宇宙ステーション「きぼう」におけるシロイヌナズナの栄養成長および生殖成長 (2011)
  • Author(s): 唐原一郎,須藤宇道,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,笠原春夫,笠原宏一,神阪盛一郎
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学,横浜
• [Presentation] 国際宇宙ステーション「きぼう」で生長したシロイヌナズナ花茎の微細構造 (2011)
  • Author(s): 弦巻伸,笠原宏一,唐原一郎,矢野幸子,谷垣文章,嶋津徹,笠原春夫,神阪盛一郎
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第25回大会
  • Place of Presentation: 横浜国立大学,横浜
• [Presentation] 微小重力環境下におけるシロイヌナズナの栄養および生殖成長 (2011)
  • Author(s): 唐原一郎,須藤宇道,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,福井啓二,笠原春夫,桝田大輔,山内大輔,竹内美由紀,峰雪芳宣,上杉健太朗,笠原宏一,山田晃弘,西谷和彦,保尊隆享,西内巧,神阪盛一郎
  • Organizer: 日本植物学会第75回大会
  • Place of Presentation: 東京大学,東京
• [Presentation] Vegetative and reproductive growth of Arabidopsis under microgravity (2011)
  • Author(s): Karahara I, Suto T, Yamaguchi T, Tamaoki D, Yano S, Tanigaki F, Shimazu T, Kasahara H, Kasahara H, Kamisaka S
  • Organizer: XVIII 18th International Botanical Congress
  • Place of Presentation: Melbourne
• [Presentation] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • Author(s): 須藤宇道,唐原一郎,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,福井啓二,笠原春夫,桝田大輔,山内大輔,竹内美由紀,峰雪芳宣,上杉健太朗,笠原宏一,山田晃弘,西谷和彦,保尊隆享,神阪盛一郎
  • Organizer: 第27回宇宙利用シンポジウム
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究所,相模原
• [Presentation] Promotion of lysigenous aerenchyma formation in rice roots under osmoticstress-Visualization using X-ray Computed Tomography- (2011)
  • Author(s): Karahara I, Bando T, Tamaoki D, Yamauchi D, Uesugi K, Mineyuki Y
  • Organizer: 7th International Conference on Structure and Function of Roots
  • Place of Presentation: High Tatras, Slovakia
• [Presentation] Vegetative and reproductive growth of Arabidopsis under microgravity (2011)
  • Author(s): Karahara I, Suto T, Yamaguchi T, Tamaoki D, Yano S, Tanigaki F, Shimazu T, Kasahara H, Kasahara H, Kamisaka S
  • Organizer: 18th International Botanical Congress
  • Place of Presentation: Melbourne, Australia
• [Presentation] Non-destructive imaging of aerenchyma development in the primary root of the rice using X-ray computed tomography-A trial for time-courseobservation- (2011)
  • Author(s): Bando T, Karahara I, Tamaoki D, Yamauchi D, Uesugi K, Mineyuki Y
  • Organizer: JSRR's 20th Anniversary Symposium
  • Place of Presentation: Tokyo
• [Presentation] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • Author(s): 須藤宇道, 唐原一郎, 山口駿, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 島津徹, 福井啓二, 笠原春夫, 桝田大輔, 山内大輔, 竹内美由紀, 峰雪芳宣, 上杉健太朗, 笠原宏一, 山田晃弘, 西谷和彦, 保尊隆享, 神阪盛一郎
  • Organizer: 第27回宇宙利用シンポジウム
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究所相模原キャンパス,相模原
• [Presentation] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎, 新谷悠, 安藤名央子, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • Organizer: 第32回根研究集会
  • Place of Presentation: 農研機構・作物研究所(つくば市)
  • Year and Date: 2010-04-20
• [Presentation] X線CTによる種子と実生の形態解析 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎,山内大輔
  • Organizer: 日本植物学会第74回大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 中部大学,春日井
• [Presentation] Preparation and operation of space-based experiment on plant growth in kibo (2010)
  • Author(s): S Yano, F Tanigaki, T Shimazu, H Kasahara, T Nakamura, I Karahara, T Hoson, S Kamisaka
  • Organizer: named space seed, 38th COSPAR Scientific Assembly 2010
  • Place of Presentation: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
• [Presentation] Effect of hypergravity stimulus on gene expression related to lignin formation in inflorescence stems of ethylene-insensitive Arabidopsis mutant ein3-1 (2010)
  • Author(s): M Kobayashi, D Tamaoki, I Karahara, S Kamisaka
  • Organizer: 38th COSPAR Scientific Assembly 2010
  • Place of Presentation: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
• [Presentation] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎,新谷悠,安藤名央子,玉置大介,神阪盛一郎
  • Organizer: 第32回根研究集会
  • Place of Presentation: 農研機構・作物研究所,つくば市
• [Presentation] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎,新谷悠,玉置大介,神阪盛一郎
  • Organizer: 第26回宇宙利用シンポジウム
  • Place of Presentation: JAXA宇宙科学研究所,相模原
• [Presentation] Effect of hypergravity stimulus on gene expression related to lignin formation in inflorescence stems of ethylene-insensitive Arabidopsis mutant ein3-1. (2010)
  • Author(s): M Kobayashi, D Tamaoki, I Karahara, S Kamisaka
  • Organizer: 38th COSPAR Scientific Assembly
  • Place of Presentation: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
• [Presentation] Preparation and operation of space-based experiment on plant growth in kibo, named space seed (2010)
  • Author(s): Sachiko Yano, Fumiaki Tanigaki, Toru Shimazu, Haruo Kasahara, Tai Nakamura, Ichirou Kasahara, Takayuki Hoson, Seiichiro Kamisaka
  • Organizer: 38th COSPAR Scientific Assembly
  • Place of Presentation: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
• [Presentation] 植物の抗重力反応解明 (2010)
  • Author(s): 保尊隆享, 神阪盛一郎, 高橋秀幸, 山下雅道, 北宅善昭, 飯田秀利, 村中俊哉, 橋本隆, 園部誠司, 谷本英一, 西谷和彦, 井上雅裕, 唐原一郎, 小竹敬久, 若林和幸, 曽我康一
  • Organizer: 宇宙利用シンポジウム(第26回)
  • Place of Presentation: JAXA相模原キャンパス
• [Presentation] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎, 新谷悠, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • Organizer: 宇宙利用シンポジウム(第26回)
  • Place of Presentation: JAXA相模原キャンパス
• [Presentation] 国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」での植物実験「Space Seed」～筑波宇宙センターとケネディ宇宙センターでの播種作業を終えて～ (2009)
  • Author(s): 岡本絵美,唐原一郎,須藤宇道,神阪盛一郎
  • Organizer: 2009年度富山大学コラボフェスタ
  • Place of Presentation: オークスカナルパークホテル,富山
  • Year and Date: 2009-07-07
• [Presentation] 植物は宇宙で生活環を全うできるか?～国際宇宙ステーションでの植物実験「Space Seed」～ (2009)
  • Author(s): 唐原一郎,玉置大介,神阪盛一郎
  • Organizer: 2009年度富山大学コラボフェスタ
  • Place of Presentation: オークスカナルパークホテル,富山
  • Year and Date: 2009-07-07
• [Presentation] 植物は宇宙で生活環を全うできるか?～国際宇宙ステーションでの植物実験「Space Seed」 (2009)
  • Author(s): 唐原一郎, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • Organizer: 富山大学コラボフェスタ
  • Place of Presentation: 富山市カナルパークホテル
  • Year and Date: 2009-07-07
• [Presentation] 国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」での植物実験「Space Seed」 (2009)
  • Author(s): 岡本絵美, 唐原一郎, 須藤宇道, 神阪盛一郎
  • Organizer: 富山大学コラボフェスタ
  • Place of Presentation: 富山市カナルパークホテル
  • Year and Date: 2009-07-07
• [Presentation] Proteome analysis of hypergravity effect on flower buds in Arabidopsis thaliana, 23rd Annual Meeting of JSBSS, Tsukuba (2009)
  • Author(s): Sutoh, T., Asano, T., Tamaoki, D., Karahara, I., Nishiuchi, T., Kamisaka, S
  • Organizer: The 23rd Annual Meeting of Japanese Society for Biological Sciences in Space
  • Place of Presentation: Tsukuba Space Center, JAXA, Tsukuba, Japan
• [Presentation] Effects of long-term hypergravity on the shoot development of Arabidopsis plants (2009)
  • Author(s): Shinohara, H., I. Karahara, Kume A., Tamaoki, D., Inoue, H., Kamisaka, S
  • Organizer: 23rd Annual Meeting of Japanese Society for Biological Sciences in Space
  • Place of Presentation: Tsukuba Space Center, JAXA, Tsukuba, Japan
• [Presentation] Proteome analysis of hypergravity effect on flower buds in Arabidopsis thaliana (2009)
  • Author(s): T.Sutoh, T.Asano, D.Tamaoki, I.Karahara, T.Nishiuchi, S.Kamisaka
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第23回大会
  • Place of Presentation: JAXA筑波宇宙センター
• [Presentation] Effects of long-term hypergravity on the shoot development of Arabidopsis plants (2009)
  • Author(s): H.Shinohara, I.Karahara, A.Kume, D.Tamaoki, H.Inoue, S.Kamisaka
  • Organizer: 日本宇宙生物科学会第23回大会
  • Place of Presentation: JAXA筑波宇宙センター
• [Book] 「全載電子顕微鏡法」「超高圧電子顕微鏡」「内皮」 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Publisher: 東京化学同人
• [Book] 「根」「植物細胞」「細胞膜を横切る物質輸送」 (2010)
  • Author(s): 唐原一郎
  • Publisher: 培風館
• [Book] 植物の百科事典,(石井龍一, ら 編) (2009)
  • Author(s): 唐原一郎(分担執筆)
  • Total Pages: 2
  • Publisher: 朝倉書店
• [Book] ベーシックマスター植物生理学,(塩井祐三, 近藤矩朗, 井上弘, 編) (2009)
  • Author(s): 唐原一郎(共著)
  • Total Pages: 32
  • Publisher: オーム社
• [Remarks] 唐原一郎(2009),宇宙実験サクッと解説: Space Seed編,宇宙航空研究開発機構ウェブサイト
  • URL: http://kibo.jaxa.jp/experiment/theme/first/spaceseed/kaisetsu_1.html
• [Remarks] 唐原一郎(2009),地球の重力は植物の進化にどのような役割を果たしたのだろうか,富山大学理学部ウェブサイト・トピックス
  • URL: http://www.sci.u-toyama.ac.jp/topics_old/topics
• [Patent(Industrial Property Rights)] 植物培養方法及び植物培養装置 (2012)
  • Inventor(s): 久米篤,唐原一郎
  • Industrial Property Rights Holder: 国立大学法人富山大学
  • Acquisition Date: 2012-01-13