環境ストレスに対する新たな防御機構を持つ分子育種

• 研究課題/領域番号: 09044219
• 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
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 福山大学
• 研究代表者: 浅田 浩二 福山大学, 工学部, 教授 (50027182)
• 研究分担者: ENRIC Belles ゲント大学, 遺伝学研究所, 研究員 ; DIRK Inze ゲント大学, 遺伝学研究所, 教授 ; 原口 博行 福山大学, 工学部, 講師 (10198905) ; 木村 光 京都大学, 食糧科学研究所, 教授 (80026541) ; 真野 純一 京都大学, 食糧科学研究所, 助手 (50243100) ; DIRK Inje ゲント大学, 遺伝学研究所, 教授
• 研究期間 (年度): 1997 – 1998
• 研究課題ステータス: 完了 (1998年度)
• 配分額: 7,400千円 (直接経費: 7,400千円); 1998年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円); 1997年度: 3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
• キーワード: 活性酸素 / スーパーオキシドジスムターゼ / ゼータクリスタリン / 光・酸素障害 / タバコ / スーパーオキシド / NADPH-デヒドロゲナーゼ / 葉緑体 / ゼータ-クリスタリン

研究概要

(A) P1/ゼータクリスタリン(Plタンパク質)の植物での生理機能
1) P1タンパク質はシロイヌナズナへの酸化的ストレスにより発現が誘導され,酵母細胞で発現されると酵母に酸化的ストレス耐性を与える。P1タンパク質はNADPHを特異的電子供与体とする酸化還元酵素であり,電子受容体として様々なキノン,プラストキノン(PQ),およびアゾジカルボニル化合物を還元する新規な酵素であることを明らかにした(Mano,Babiychuck,etal.投稿中)。
2) P1たんぱく質を大量発現させたタバコは,葉緑体の循環的電子伝達活性が上昇し,活性酸素を生成する除草剤パラコートに対する耐性を獲得した(Slooten,Belles-Boix,Mano et al.,投稿準備中)。これらの結果は,P1タンパク質が葉緑体の光・酸素ストレスを緩和する生理機能を持つことを示す。
(B) 葉緑体での自動酸化的フラビンタンパク質
葉緑体でフラビンデヒドロゲナーゼが光化学系Iから電子を受け還元型となり自動酸化でO_2^-を生成することを見いだした。
(C) water-water cycle
葉緑体でのO_2のH_2Oへの還元システムであるwater-water cycleについてのreviewをまとめた(Annu.Rev.Plant Physiol.50:601-639,1999)。

研究成果

• [文献書誌] Asada, K: "Molecular mechanism for relaxation of and protection from light stress" Stress of photosynthetic Organisms-Molecular mechanisms and Molecular Regulations. 37-52 (1998)
• [文献書誌] Matsuo, M., Asada, K.et al: "Isolation of a novel NAD(P)H-quinone oxidoreductase from the cyanobacterium Synechocystis PCC6803" Plant Cell Physiol.39. 751-755 (1998)
• [文献書誌] Miyake, C., Asada, K, et al: "The FAD-enzyme monodehydroascorbate radical reductase mediates photoproduction of superoxide radicals in spinach thylakoid membranes." Plant Cell Physiol.39. 821-829 (1998)
• [文献書誌] Shikanai, T., Asada, K., et al: "Dircted disruption of the tobacco ndh B gene impairs cyclic electron flow around photosystem I." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 95. 9705-9709 (1998)
• [文献書誌] Endo, T., Asada, K., et al: "NAD(P)H dehydrogenase-dependent, Antimycin A-sensitive electron donation to plastoquinone in tobacco chloroplasts." Plant Cell Physiol.39(11). 1226-1231 (1998)
• [文献書誌] Asada, K., et al: "The water-water cycle in chloroplasts : Scavenging of active oxygens and dissipation of excess photones." Annu.Rev.Plant Mol.Biol.50. 600-639 (1999)
• [文献書誌] 真野 純一, 浅田 浩二 他: "ビタミンC:抗酸化ビタミン" 抗酸化物質のすべて. 82-92 (1998)
• [文献書誌] Koji Asada: "Molecular mechanism for relaxation of and protection from light stress" "Stress Responses of Photosynthetic Organisms". Elseriey. 37-52 (1998)
• [文献書誌] Junichi Mano: "Ascorbate in thylakoid lumenas an end egeneous electron donor to phokosystem II" Photosynth, Res.53-2. 197-204 (1997)
• [文献書誌] Kenichi Ogawa: "Generation of superoxide anion and localization of cuzmsop in the vascular tissue of spinach hypocotyl" Plant Cell Physiol.38-10. 1118-1126 (1997)
• [文献書誌] Kenichi Ogawa: "Generation of superoxide is accompanied with biosynthesis of lignin in trachearyelement differentiation of cultured zinnia cells" Plant Cell Physiol.38-S. 865 (1997)
• [文献書誌] Eva Hideg: "Ihcreased levels of monodehydro as corbate radical in UV-B- irradiated broad bean leaves" Plant Cell Physiol.38-6. 684-690 (1997)
• [文献書誌] Koji Asada: "The role of ascorbate peroxidase and monodehydroascorbate reductase in N_2O_2 scavenging in plants" "Oxidative Stress and the Molecular Biology of Antioxidant Defenses". Cold spring Haibor Lab press. 715-735 (1997)