植物ホルモンを介した炭素・窒素栄養バランス情報の伝達システムの解明

• 研究領域: 植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高ＣＯ２応答の包括的解明
• 研究課題/領域番号: 21114005
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 榊原 均 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, グループディレクター (20242852)
• 研究分担者: 木羽 隆敏 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (20532097)
• 連携研究者: 信定 知江 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (90390690)
• 研究協力者: 小嶋 美紀子 独立行政法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 技師
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 111,930千円 (直接経費: 86,100千円、間接経費: 25,830千円); 2013年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2012年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2011年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2010年度: 20,280千円 (直接経費: 15,600千円、間接経費: 4,680千円); 2009年度: 30,810千円 (直接経費: 23,700千円、間接経費: 7,110千円)
• キーワード: 光合成 / 二酸化炭素 / 植物ホルモン / 窒素栄養 / 遺伝子発現

研究概要

高CO2により引き起こされる植物の成長促進において、トランスゼアチン型サイトカイニンの生合成亢進が要因の１つであることを明らかにするとともに、その原因となる遺伝子と制御機構を明らかにした。サイトカイニン作用の調節には、量的なものに加え、側鎖修飾による質的な調節機構があることを明らかにした。窒素栄養に応答したサイトカイニン生合成調節は、外環境（硝酸イオン）と内環境（グルタミン代謝）の複数の因子によって制御されていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Arabidopsis ABCG14 is essential for the root-to-shoot translocation of cytokinin (2014)
  • 著者名/発表者名: Ko, D., Kang, J., Kiba, T., Park, J., Kojima, M., Do, J., Kim, K.Y., Kwon, M., Endler, A., Song, W.Y., Martinoia, E., Sakakibara, H. and Lee, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 巻: 111 ページ: 7150-7155
  • DOI: 10.1073/pnas.1321519111
  • 査読あり
• [雑誌論文] High CO2 triggers preferential root growth of Arabidopsis thaliana via two distinct systems at low pH and low N stresses (2014)
  • 著者名/発表者名: Hachiya, T., Sugiura, D., Kojima, M., Sato, S., Yanagisawa, S., Sakakibara, H., Terashima, I. and Noguchi, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 55 ページ: 269-280
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nitrogen-dependent regulation of de novo cytokinin biosynthesis in rice : the role of glutamine metabolism as an additional signal (2013)
  • 著者名/発表者名: Kamada-Nobusada, T., Makita, N., Kojima, M. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54 ページ: 1881-1893
  • DOI: 10.1093/pcp/pct127
  • NAID: 40019919598
  • 査読あり
• [雑誌論文] Side-chain modification of cytokinins control shoot growth in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kiba, T., Takei, K., Kojima, M. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 27 ページ: 452-461
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2013.10.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] UniVIO : A multiple omics database with hormonome and transcriptome data from rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Kudo, T., Akiyama, K., Kojima, M., Makita, N., Sakurai, T. and Sakakibara H.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 54
  • DOI: 10.1093/pcp/pct003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis lonely guy (LOG) multiple mutants reveal a central role of the LOG-dependent pathway in cytokinin activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tokunaga,H., Kojima, M., Kuroha, T., Ishida, T., Sugimoto, K., Kiba, T. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Plant J. 巻: 69 ページ: 355-365
  • DOI: 10.1111/j.1365-313x.2011.04795.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis nitrate transporter NRT2.4 plays a double role in roots and shoots of nitrogen-starved plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Kiba, T., Feria-Bourrellier, A.-B., Lafouge, F., Lezhneva, L., Boutet-Mercey, S., Orsel, M., Brehaut, V., Miller, A., Daniel-Vedele, F., Sakakibara, H. and Krapp, A.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 24 ページ: 245-258
  • DOI: 10.1105/tpc.111.092221
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction between a plasma membrane-localized ankyrin-repeat protein ITN1 and a nuclear protein RTV1 (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, H., Sakata, K., Kusumi, K., Kojima, M., Sakakibara, H. and Iba, K.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 423 ページ: 392-397
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.05.136
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytokinin activity of cis-zeatin and phenotypic alterations induced by over-expression of putative cis-zeatin-O-glucosyltransferase in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Kudo, T., Makita, N., Kojima, M. Tokunaga, H. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 160 ページ: 319-331
  • DOI: 10.1104/pp.112.196733
  • 査読あり
• [雑誌論文] Suppression of α-amylase genes improves quality of rice grain ripened under high temperature (2012)
  • 著者名/発表者名: Hakata, M., Kuroda, M., Miyashita, T., Yamaguchi, T., Kojima, M., Sakakibara, H., Mitsui, T. and Yamakawa, H.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology Journal 巻: 10 ページ: 1110-1117
  • DOI: 10.1111/j.1467-7652.2012.00741.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Agrobacterium tumefaciens Tumor Morphology Root plastid localization and preferential usage of hydroxylated prenyl-donor is important for efficient gall formation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ueda, N.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 159 ページ: 1064-1072
  • DOI: 10.1104/pp.112.198572
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hormonal control of nitrogen acquisition : Roles of auxin, abscisic acid and cytokinin (2011)
  • 著者名/発表者名: Kiba, T., Kudo, T., Kojima, M. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 62 ページ: 1399-1409
  • DOI: 10.1093/jxb/erq410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phloem-transported cytokinin regulates polar auxin transport and maintains vascular pattern in the root meristem (2011)
  • 著者名/発表者名: Bishopp, A., Lehesranta, S., Vaten, A., Help, H., El-Showk, S., Scheres, B., Helariutta, K., Mahonen, A. P., Sakakibara, H. and Helariutta, Y.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 ページ: 927-932
  • DOI: 10.1016/j.cub.2011.04.049
  • 査読あり
• [雑誌論文] Environmental regulation of stomatal response in the Arabidopsis Cvi-0 ecotype (2011)
  • 著者名/発表者名: Monda, K., Negi, J., Iio, A., Kusumi, K., Kojima, M., Hashimoto, M., Sakakibara, H. and Iba, K.
  • 雑誌名: Planta 巻: 234 ページ: 555-563
  • DOI: 10.1007/s00425-011-1424-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ligand-binding properties and subcellular localization of maize cytokinin receptors (2011)
  • 著者名/発表者名: Lomin, S. N., Yonekura-Sakakibara, K., Romanov, G. A. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 62 ページ: 5149-5159
  • DOI: 10.1093/jxb/err220
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolism and long-distance translocation of cytokinin (2010)
  • 著者名/発表者名: Kudo, T., Kiba, T. and Sakakibara, H.
  • 雑誌名: Journal of Integrative Plant Biology 巻: 52 ページ: 53-60
  • DOI: 10.1111/j.1744-7909.2010.00898.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of cytokinin in the regulation of plant development (2010)
  • 著者名/発表者名: Takatoshi Kiba
  • 雑誌名: Plant Developmental Biology-Biotechnological Perspectives 巻: 2 ページ: 237-254
• [雑誌論文] Metabolism and long-distance translocation of cytokinin (2010)
  • 著者名/発表者名: Toru Kudo
  • 雑誌名: Journal of Integrative Plant Biology 52 ページ: 53-60
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-throughput and high-sensitive analysis of plant hormones using MS-probe modification and liquid chromatography-tandem mass spectrometry : an application for hormone profiling in Oryza sativa (2009)
  • 著者名/発表者名: Mikiko Kojima
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 50 ページ: 1201-1214
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional analyses of LONELYGUY cytokinin-activating enzymes reveal the importance of the direct activation pathway in Arabidopsis (2009)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Kuroha
  • 雑誌名: Plant Cell 21 ページ: 3152-3169
  • 査読あり
• [学会発表] 窒素栄養に応答したサイトカイニン生合成調節機構は複数存在する (2014)
  • 著者名/発表者名: 榊原均
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会シンポジウム
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Dual regulation of de novo cytokinin biosynthesis in response to nitrogen nutrition : the role of glutamine metabolism as an additional signal (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: Nitrogen 2013
  • 発表場所: Puerto Varas, Chile
  • 年月日: 2013-11-19
• [学会発表] Regulation of plant growth and development via fine control of cytokinin activity (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 21th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2013-06-21
• [学会発表] Dual regulation of de novo cytokinin biosynthesis in response to nitrogen nutrition (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 21th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Shanghai, China
  • 年月日: 2013-06-19
• [学会発表] Dual regulation of de novo cytokinin biosynthesis in response to nitrogen nutrition: the role of glutamine metabolism as an additional signal (2013)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sakakibara
  • 学会等名: Nitrogen 2013
  • 発表場所: Puerto Varas, Chile
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of plant development via fine control of cytokinin activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 10^<th> International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2012-10-23
• [学会発表] Regulation of plant development via fine control of cytokinin activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
  • 年月日: 2012-10-21
  • 招待講演
• [学会発表] How the LOG-dependent cytokinin activation is important for plant growth and development? (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 3rd International symposium "Intracellular Signaling And Bioactive Molecules Design" (National Academy of Science of Ukraine)
  • 発表場所: Lviv, Ukraine
  • 年月日: 2012-09-18
• [学会発表] How the LOG-dependent cytokinin activation is important for plant growth and development? (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 3rd International symposium "Intracellular Signaling And Bioactive Molecules Design"
  • 発表場所: Lviv, Ukraine
  • 年月日: 2012-09-17
  • 招待講演
• [学会発表] 高CO_2環境への馴化過程における植物ホルモンの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榊原均
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 高CO_2環境への馴化過程における植物ホルモンの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 榊原均、木羽隆敏
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都市)(シンポジウム)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] 高CO_2応答とサイトカイニン (2011)
  • 著者名/発表者名: 木羽隆敏、榊原均
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)(シンポジウム)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Structural variation of cytokinin and its biological importance (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: International Symposium on Plant Productivity
  • 発表場所: Peterborough, Canada
  • 年月日: 2010-10-26
• [学会発表] Nitrogen-dependent regulation of cytokinin metabolism (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: Nitrogen 2010
  • 発表場所: Inuyama, Japan
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] Regulation of cytokinin action in plants : Biological importance of side-chain variation (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara, H.
  • 学会等名: 20th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Taragona, Spain
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Regulation of cytokinin action in plants : Biological importance of side-chain variation (2010)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sakakibara
  • 学会等名: 20th International Conference on Plant Growth Substances
  • 発表場所: Tarragona, Spain
  • 年月日: 2010-06-28
• [学会発表] Cytokinin biosynthesis pathway and its regulation : How do plants regulate their growth and development by cytokinin actions? (2009)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sakakibara
  • 学会等名: International Conference on Biological Science Faculty of Biology Universitas Gadjah Mada 2009
  • 発表場所: Indonesia, Yog Yakarta
  • 年月日: 2009-10-17
• [学会発表] Cytokinin biosynthesis pathway : Not as simple as it looks (2009)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sakakibara
  • 学会等名: Auxins and Cytokinins Plant Development 3^<rd> International Symposium
  • 発表場所: Czech, Plague
  • 年月日: 2009-07-11
• [学会発表] Regulation of cytokinin biosynthesis integrating root and shoot responses to nitrogen supply (2009)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi Sakakibara
  • 学会等名: Plant Vascular Biology and Agriculture 2009
  • 発表場所: China, Chongqing
  • 年月日: 2009-06-22
• [備考]
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/ppsrg/index.html
• [備考] 理化学研究所 環境資源科学研究センター 生産機能研究グループ ホームページ
  • URL: http://www.riken.jp/research/labs/csrs/plant_prod_sys/
• [備考] 環境資源科学研究センター 生産機能研究グループ
  • URL: http://www.csrs.riken.jp/jp/labs/ppsrg/index.html
• [備考] 植物科学研究センター 生産機能研究グループ
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/brt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/brt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/brt/
• [備考]
  • URL: http://labs.psc.riken.jp/brt/