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植物分子生物学に関するNU-UCB共同研究プログラム

研究課題

研究課題/領域番号 07044189
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究機関名古屋大学

研究代表者

中村 研三  名古屋大学, 農学部, 教授 (80164292)

研究分担者 JONES Russel  カリフォルニア大学, バークレー校・植物学科, 教授
LEMAUX Peggy  カリフォルニア大学, バークレー校・植物学科, 助教授
GRUISSEM Wil  カリフォルニア大学, バークレー校・植物学科, 教授
FISCHER Robe  カリフォルニア大学, バークレー校・植物学科, 準教授
BUCHANAN Bob  カリフォルニア大学, バークレー校・植物学科, 教授
小俣 達男  名古屋大学, 農学部, 助教授 (50175270)
前島 正義  名古屋大学, 農学部, 助教授 (80181577)
町田 泰則  名古屋大学, 理学部, 教授 (80175596)
杉浦 昌弘  名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (80027044)
杉山 達夫  名古屋大学, 農学部, 教授 (50023453)
JONES Russe  カリフォルニア大学バークレー校, 植物学科, 教授
LEMAUX Pegg  カリフォルニア大学バークレー校, 植物学科, 助教授
GRUISSEM Wi  カリフォルニア大学バークレー校, 植物学科, 教授
FISCHER Pob  カリフォルニア大学バークレー校, 植物学科, 準教授
BUCHANAN Bo  カリフォルニア大学バークレー校, 植物学科, 教授
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
4,400千円 (直接経費: 4,400千円)
1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1995年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード植物遺伝子 / シンクとソース / 情報伝達 / Ca^<2+>-シグナル / 植物液胞 / シロイヌナズナ / 突然変異株 / Ca^<2+>_-シグナル / 胚発生変異株
研究概要

植物の分子生物学はこの数年の間に急展開をとげ、植物の細胞機能分化の制御や個体発生と生長、形態形成などの高次の制御機構に目が向けられる一方で、作物の環境適応性や生産性の改良などの農学への応用も積極的に推し進められつつある。こうした急速に発展しつつある学問領域では、国際的な共同研究による最新の情報や技術の緊密な交換が極めて重要である。カリフォルニア大学バークレー校(UCB)のDepartment of Plant Biologyは24名のファカルティーを擁し、植物科学分野で全米で屈指の高いレベルにある。名古屋大学(NU)の農学部、理学部とUCBの植物科学分野の研究者は約20年間の長きに渡って研究交流を深めてきたが、本研究では研究者の間の交流関係を一層推進するために、植物の個体生長と細胞機能の制御機構に関わる分子生物学及びモデル植物の分子遺伝学、そしてバイオテクノロジー分野での共同研究と研究交流を推進することを目的とした。
具体的に取り上げた研究項目で、以下のような成果が得られた。
1)シンク機能制御とカルシウム情報伝達
シンクとソース機能の制御に関して、NUの中村は糖による遺伝子発現制御にCa^<2+>-情報伝達系が関与することを示していたが、NUの杉山は葉での硝酸による遺伝子発現制御にもCa^<2+>-情報伝達系が関与することを示し、植物におけるCa^<2+>-情報伝達系解析で既に顕著な実績を挙げているUCBのJonesとの研究討論、情報交換が大いにプラスとなった。Jonesはオオムギ種子のアリューロン層の機能発現に特定のカルモジュリン分子が関与する可能性を示し、中村はタバコ葉のカルシウム依存性プロテインキナーゼ(CDPK)が多重遺伝子に支配された多型成分よりなり、糖誘導性の特異な細胞膜結合型CDPKを約1,000倍に部分精製した。
2)ソース機能制御
NUの杉浦とUCBのGruissemは葉緑体遺伝子のin vitro発現系に関して活発な情報交換を行い、杉浦らは葉緑体抽出液によるin vitro翻訳系を、またGruissemらはpre-mRNAプロセシング系を開発した。
3)液胞機能
NUの前島とUCBのJonesは相互訪問を数度行う中でCa^<2+>-トランスポーターやCa^<2+>-チャンネルに関する研究を進め、前島は後者のcDNAを同定し、Jonesは急速冷凍法による顕微鏡観察によりオオムギ種子のアリューロン層の細胞内に多様な液胞や小胞様のユニークなオルガネラを見出し、前島の調整した液胞膜特異タンパク質に対する抗体を使った研究を進めた。
4)情報伝達因子
CDPKやカルモジュリンに関する成果に加え、NUの町田は組織の切断が短時間の内に46-kdのプロテインキナーゼを活性化することを見出し、UCBのGruissemがイノシトールリン酸代謝酵素遺伝子を単離するなどの成果を得た。
5)モデル植物(シロイヌナズナ)の分子遺伝学
UCBのFischerはT-DNAタッギングラインからの胚発生に関する突然変異の解析を進め、胚発生に関与するBelll遺伝子がホメオドメインタンパク質をコードすることを明らかにし、NUの町田は生長速度が著しく遅くなった変異株を単離して原因遺伝子を同定し、中村も糖応答性が異常になった突然変異株を単離した。
6)バイオテクノロジー
基礎的分子生物学の育種への応用についても討議され、NUの中村の開発したイネの形質転換にも有効なベクター系がUCBのBuchanan,Lemauxに供与され、アグロバクテリウム感染によるムギの形質転換が試みられている。
相互派遣計画は当初予定から多少の変更を余儀なくされたが、以上のような活発な情報交換によって共同研究は順調に進行した。それに加えて、分担者の相互訪問や公開セミナーを通して、分担者以外でそれまで交流のなかったNUとUCBの研究者の間での頻繁な情報交換、研究試料やプロトコルの交換が行われ、更に研究交流を発展させようとの機運が高まった。

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (88件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (88件)

  • [文献書誌] M.Ohto: "Involvement of Ca^<2+>-signalling in the sugar-inducible expression of genes coding for sporamin and β-amylase of sweet potato." Plant Journal. 7. 297-307 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Matsuoka: "O-glycosylation of a precursor to a sweet potato vacuolar protein,sporamin,expressed in tobacco cells." Plant Journal. 7. 877-889 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Taniguchi: "Aspartate eminotransferase isozymes in Panicum miliaceum L.,an NAD-malic enzyme-type C4 plant." Arch.Biochem.Biophys.318. 295-306 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sakakibara: "Isolation and characterization of cDNA that encodes maize glutamate dehydrogenase." Plant and Cell Physiology. 36. 789-797 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fan: "A plant basal in vitro system supporting accurate transcription of both RNA polymerases II- and III-dependent genes." EMBO Journal. 14. 1024-1031 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fan: "In vitro transcription of plant RNA polymerase I-dependent rRNA genes is species-speciric." Plant Journal. 8. 295-298 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Usami: "Cutting activates a 46-kilodalton protein kinase in plants." Proc.Natl.Acad.sci.USA. 92. 8660-8664 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ohba: "DNA rearrangement associated with the integration of T-DNA in tobacco." Plant Journal. 7. 157-164 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Odaira: "Properties of the N-linked glycoproteins associated with nuclear envelope of mung bean hypocotyl." Plant and Cell Physiology. 36. 945-953 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Maeshima: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." Journal of Plant Research. 109. 119-125 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Suzuki: "Identification and characterization of two nitrogen-regulated genes of the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC79842 required for maximum efficiency of nitrogen assimilation." Journal of Bacteriology. 177. 290-296 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.B.Buchanan: "Reduction of allergenicity in plant foods by thioredoxin." Plant Physiology. 108. 150-154 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.Reiser: "The BELL1 gene encodes a homeodomain protein involved in pattern formation in the Arabidopsis ovule primordium." Cell. 83. 735-742 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.M.KLucher: "AINTEGUMENTA gene in Arabidopsis required for ovule and female gametophyte development is related to the floral homeotic gene APETALA2." Plant Cell. 8. 137-153 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.E.Gillaspy: "Plant inositol monophosphatase is a lithium-sensitive enzyme encoded by a multigene family." Plant Cell. 7. 2175-2185 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Wan: "Transformed Plants Generated in Large Numbers." Rice Biotechnology Quarterly. 21. 23-24 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Drozdowicz: "Hormonal regulation of organic and phosphoric acid release by barley aleurone layers and scutella." Plant Physiology. 108. 769-776 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Maeshima: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." J.Plant Res.103. 119-125 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Hanano: "Isolation of a novel RNA-binding protein and its association with a large ribonucleoprotein particle present in the nucleoplasm of tobacco cells." Plant Mol.Biol.31. 57-68 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirose: "Occurrence of silent RNA editing in chloroplasts : its species specificity and the influence of environmental and developmental conditions." Plant Mol.Biol.30. 667-672 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kaneko: "physical and gene maps of the unicellular cyanobacterium Synechococcus sp.stain PCC6301 genome." Plant Mol.Biol.31. 193-201 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirose: "Cis-acting elements and trans-acting factors for accurate translation of chloroplast psbA mRNAs : development of an in vitro translation system from tobacco chloroplasts." EMBO J.15. 1687-1695 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Wakasugi: "Creation of a novel protein-coding region at the RNA level in black pine chloroplasts : the pattern of RNA editing in the gymnosperm chloroplast is different from that in angiosperms." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93. 8766-8770 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Suzuki: "Regulation by cyanate of the genes involved in carbon and nitrogen assimilation in the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC7942." J.Bacteriol.178. 2688-2694 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Taniguchi: "Isolation,characterization and expression of cDNA clones encoding a mitochondrial malate translocator from Panicum miliaceum L." Plant Mol.Biol.30. 51-64 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.G.Robinson: "Immunological detection of tonoplast polypeptides in the plasma membrane of pea cotyledons." Planta. 198. 95-103 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hayes: "Chloroplast mRNA 3'-end processing by a high molecular weight protein complex is regulated by nuclear encoded RNA binding proteins." EMBO J.15. 1132-1141 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Luan: "Molecular characterization of a FKBP-type immunophilin from higher plants." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93. 6964-6969 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mita: "Mutants of Arabidopsis thaliana with pleiotropic effects on the expression of the gene for β-amylase and of the accumulation of anthocyanin that are inducible by sugars." Plant J.(印刷中). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Matsuoka: "A vacuolar-type H+-ATPase in non-vacuolar organelle is required for the sorting of soluble vacuolar protein precursors in tobacco cells." Plant Cell. (印刷中). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Ohto: "Involvement of Ca^<2+>-signalling in the sugar-inducible expression of genes coding for sporamin and beta-amylase of sweet potato." Plant Journal. 7. 297-307 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Sakakibara: "Isolation and characterization of cDNA that encodes maize glutamate dehydrogenase." Plant and Cell physiology. 36. 789-797 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Fan: "A plant basal in vitro system supporting accurate transcription of both RNA polymerases II-and III-dependent" EMBO Journal. 14. 1024-1031 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Usami: "Cutting activates a 46-kilodalton protein kinase in plants." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 8660-8664 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Ohba: "DNA rearrangement associated with the integration of T-DNA in tobacco." Plant Journal. 7. 157-164 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Maeshima: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." Journal of Plant Research. 109. 119-125 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] I.Suzuki: "Identification and characterization of two nitrogen-regulated genes of the cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC79842 required for maximum effciency of nitrogen assimilation." Journal of Bacteriology. 177. 290-296 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.B.Buchanan: "Reduction of allergenicity in plant foods by thioredoxin." Plant Physiology. 108. 150-154 (1995)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] L.Reiser: "The BELL1 gene encodes a homeodomain protein involved in pattern formation in the Arabidopsis ovule primordium." Cell. 83. 735-742 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.E.Gillaspy: "Plant inositol monophosphatase is a lithium-sensitive enzyme encoded by a multigene family." Plant Cell. 7. 2175-2185 (1995)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Wan: "Transformed Plants Generated in Large Numbers." Rice Biotechnology Quarterly. 21. 23-24 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Drozdowicz: "Hormonal regulation of organic and phosphoric acid release by barley aleurone layrs and scutella." Plant Physiology. 108. 769-776 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Maeshima: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." J.Plant Res.103. 119-125 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hirose: "Cis-acting elements and trans-acting factors for accurate translation of chloropast psbA mRNAs : development of an in vitro translation system from tobacco chloroplasts." EMBO J.15. 1687-1695 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Wakasugi: "Creation of a novel protein-coding region at the RNA level in black pine chloroplasts : the pattern of RNA editing in the gymnosperm chloroplast is diferent from that in angiosperms." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93. 8766-8770 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Taniguchi: "Isolation, characterization and expression of cDNA clones encoding a mitochondrial malate translocator from Panicum miliaceum L." Plant Mol.Biol.30. 51-64 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.G.Robinson: "Immunological detection of tonoplast polypeptides in the plasma membrane of pea cotyledons." Planta. 198. 95-103 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Hays: "Chloroplast mRNA 3'-end processing by a high molecular weight protein complex is regulated by nuclear encoded RNA binding proteins." EMBO J.15. 1132-1141 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Luan: "Molecular characterization of a FKBP-type immunophilin from higher plants." Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.93. 6964-6969 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mita: "Mutants of Arabidopsis thaliana with pleiotropic effects on the expression of the gene for beta-amylase and of the accumulation of anthocyanin that are inducible by sugars." Plant J.(in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.Mita: "Mutants of Arabidopsis thaliana with pleiotropic effects on the expression of the gene for β-amylase and of the accumulation of anthocyanin that are inducible by sugars." Plant J.(印刷中). (1997)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Matsuoka: "A vacuolar-type H+-ATPase in non-vacuolar organelle is required for the sorting of soluble vacuolar protein precursors in tobacco cells." Plant Cell. (印刷中). (1997)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Mita: "Negative regulation in the expression of a sugar-inducible gene in Arabidopsis thaliana;a recessive mutation causing enhanced expression of a gene for β-amylase." Plant Physiol.(印刷中). (1997)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Yoshioka: "Transient gene expression in plant cells mediaed by Agrobacterium tumefaciens:application for the analysis of virulence loci." Plant Cell Physiol.37. 782-789 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Maeshima: "Proton pumps of vacuolar membrane in growing plant cell." J.Plant Res.103. 119-125 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsumoto: "Response of the Plant root to aluminium stress:analysis of the inhibition of the root elongation and changes in membvrane function." J.Plant Res.109. 99-105 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Higuchi: "Complete nucleotide sequence of a cDNA for an intrinsic protein in vacuolar membranes from radish roots." Plant Physiol.111. 947 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Hanano: "Isolation of a novel RNA-binding protein and its association with a large ribonucleoprotein particle present in the nucleoplasm of tobacco cells." Plant Mol.Biol.31. 57-68 (1996)

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      1996 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kaneko: "Physical and gene maps of the unicellular cyanobacterium Synechococcus sp.strain PCC6301 geneome." Plant Mol.Biol.31. 193-201 (1996)

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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