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好冷性藻類の遺伝子を利用した植物の高温検知機構の解明と高温耐性化の試み

研究課題

研究課題/領域番号 08554034
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 植物生理
研究機関愛媛大学

研究代表者

林 秀則  愛媛大学, 理学部, 教授 (60124682)

研究分担者 奥山 英登志  北海道大学, 大学院・地球環境科学研究科, 助教授 (90125295)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
1998年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1997年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
1996年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワード高温耐性 / 熱変性 / イソクエン酸デヒドロゲナーゼ / 熱ショックタンパク質 / 好冷性細菌 / 遺伝子組み換え / ハプト藻 / 遺伝子組替え / 温度耐性
研究概要

本研究では植物における高温検知る機構の解明および遺伝子組み換えによる高温耐性植物の作出を目的として、通常の植物の生育温度(10〜30℃)で変性し、かつ熱ショックタンパク質と相互作用するタンパク質を検索し、それらの遺伝子をラン藻に導入して、通常の生育温度で熱ショックタンパク質を大量に発現する形質転換体を作製することによって、植物における高温耐性の改変の可能性を敢闘した。このために(1)一般的な細菌よりも低い温度で生育する好冷性生物であるハプト藻およびVibrio sp.Strain ABE-1のタンパク質における熱耐性、(2)好冷性生物であるハプト藻およびVibrio sp.Strain ABE-1における熱ショックタンパク質の遺伝子クローニング、および(3)熱ショックタンパク質の遺伝子導入によるラン藻の高温耐性の改変を行った。
好冷性生物から合計6種類の遺伝子を単離し、塩基配列から推定されたアミノ酸配列によってタンパク質を同定した。これらの中でハプト藻のribosomal proteinは既知のタンパク質と一致するアミノ酸が少なく、低温で変性する可能性がある。またVibriosp.Strain ABE-1の熱ショックタンパク質GroELの遺伝子をクローニングした結果、他の生物のGroELとほぼ同様のアミノ酸が保存されていること、およびプロモータ領域に類似の塩基配列が存在することから、好冷性生物も他の生物と同様に高温ストレスに対する応答を示すと推定される。一方ラン藻に大量発現用プラスミドを利用して高等植物の低分子量熱ショックタンパク質を発現させた結果、野生株では耐えることのできない48℃の高温処理に対する生存の確率が上昇し、遺伝子導入によるラン藻における高温耐性の改変の可能性が明らかになった。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Alia: "Enhancement of the tolerance of Arabidopsis to high temperatures by genetic engineering of the synthesis of glycinebetaine."The Plant Journal. 16. 155-161 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase ; accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress"Journal of Plant Research. 111. 357-362 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishiyama,Y: "Thermal Protection of the oxygen-evolving machinery by PsbU,and extrinsic protein of photosystem II in Synechococcus sp.PCC 7002."Plant Physiology. 115. 1473-1480 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Enhanced germination under high-salt conditions of seeds of transgenic arabidopsisi with a bacterial gene (codA) for choline oxidase"The Plant Journal. 12. 133-142 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lee,C.B.: "Stabilization by glycinebetaine of photosynthetic oxygen evolution by thylakoid membranes from Synechococcus PCC7002"Molecular Cells. 7. 296-299 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Allakhverdiev,S.I.: "Stabilization of oxygen evolution and primary electron transport reactions in photosystem II against heat stress with glycinebetaine and sucrose"Journal Photochemistry Photobiology. 34. 149-157 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi,H: "Genetically engineered enhancement of salt stress in higher plants in "Stress Responses of Photosynthetic Organisms,K.Satoh and N.Murata eds.""Elsevier Science Publishers. 15 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Morita,E.H.: "Isolation and characterization of a cyanobacterial mutant sensitive to high temperature in "Photosynthesis : Mechanisms and Effects Garab,G.ed.""Kluwer Academic Publishers. 4 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Allakhverdiev, S.I.: "Stabilization of oxygen evolution and primary electron transport reactions in photosystem II against heat stress with glycinebetaine and sucrose"J. Photochem. Photobiol.. 34. 149-157 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Lee, C.B.: "Stabilization by glycinebetaine of photosynthetic oxygen evolution by thylakoid membranes from Svnechococcus PCC7002"Nol. Cells. 7. 296-299 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, H.: "Transformation of Arahidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase ; accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress"Plant J.. 12. 133-142 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nishiyama, Y.: "Thermal Protection of the oxygen-evolving machinery by PsbU, and extrinsic protein of photosystem II in Svnechococcus sp. PCC 7002"Plant Physiol.. 115. 1473-1480 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, H.: "Enhanced germination under high-salt conditions of seeds of transgenic arabidopsisi with a bacterialgene (codA) for choline oxidase"J. Plant Res.. 111. 357-362 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Alia: "Enhancement of the tolerance of Arabidopsis to high temperatures by genetic engineering of the synthesis of glycinebetaine"Plant J.. 16. 155-161 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi, H.: "Genetically engineered enhancement of salt stress in higher plants. In "Stress Responses of Photosynthetic Organisms" K. Satoh and N. Murataeds"Elsevier Science Publishers. 15(259) (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.E. Morita, T. Hamada and H. Hayashi: "Isolation and characterization of a cyanobacterial mutant sensitive to high temperature " in "Photosynthesis : Mechanisms and Effects" Garab, G. ed."Kluwer Academic Publishers Vol. IV. 2445-2448 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Alia: "Enhancement of the tolerance of Arabidopsis to high temperatures by genetic engineering of the synthesis of glycinebetaine" Plant J.16. 155-161 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Enhanced germination under high-salt conditions of seeds of transgenic arabidopsisi with a bacterial gene (codA) for choline oxidase" J.Plant Res.111. 357-362 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Alia: "Transformation with a gene for choline oxidase enhances the cold tolerance of arabidopsis during germination and early growth." Plant Cell Environ.21. 232-239 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nishiyama,Y: "Thermal Protection of the oxygen-evolving machinery by PsbU, and extrinsic protein of photosystem II in Synechococcus sp. PCC 7002." Plant Physiol.115. 1473-1480 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase;accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress" The Plant Journal. 12. 133-142 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Lee,C.B.: "Stabilization by glycinebetaine of photosynthetic oxygen evolution by thylakoid membranes from Synechococcus PCC7002" Mol.Cells. 7. 296-299 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Genetically engineered enhancement of salt stress in higher plants in "Stress Responses of Photosynthetic Organisms,K.Satoh and N.Murata eds."" Elsevier Science Publishers, 15(259) (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nishiyama,Y: "Thermal Protection of the oxygen-evolving machinery by PsbU,and extrinsic protein of photosystem II in Synechococcus sp.PCC 7002." Plant Physiol.in press (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Alia: "Transformation with a gene for choline oxidase enhances the cold tolerance of arabidopsis during germination and early growth." Plant Cell Environ.in press (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase;accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress" The Plant Journal. 12. 133-142 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Lee,C.B.: "Stabilization by glycinebetaine of photosynthetic oxygen evolution by thylakoid membranes from Synechococcus PCC7002" Mol.Cells. 7. 296-299 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Genetically engineered enhancement of salt stress in higher plants in "Stress Responses of Photosynthetic Organisms,K.Satoh and N.Murata eds."" Elsevier Science Publishers, 15(259) (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Allakhverdiev,S.I.,: "Stabilization of oxygen evolution and primary electron transport reactions in photosystem II against heat stress with glycinebetaine and sucrose." J.Photochem. Photobiol.34. 149-157 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,H.: "Transformation of Arabidopsis thaliana with the codA gene for choline oxidase ; accumulation of glycinebetaine and enhanced tolerance to salt and cold stress" The Plant Journal. (in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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