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植物における純粋な二酸化炭素シグナル伝達機構の探索

研究課題

研究課題/領域番号 12J03688
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 植物分子生物・生理学
研究機関九州大学

研究代表者

門田 慧奈  九州大学, システム生命科学府, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード気孔 / 二酸化炭素 / アブシジン酸 / シグナル伝達 / CO_2 / サーモグラフィ
研究実績の概要

平成26年度では、25年度に選抜した9系統の変異体のうち、まだ原因遺伝子が不明であり、且つ特に興味深い形質をもつ3系統について、遺伝学的マッピングおよび次世代シーケンスの手法を用いて原因遺伝子の同定を行った。このうち1系統ついては、実験が進んだ結果、既知の気孔開閉応答関連遺伝子が原因遺伝子である可能性が高まった。一方残りの2系統のうち1系統では、既知ではあるもののこれまで気孔開閉応答との関連は報告されていなかった遺伝子においてナンセンス変異が起こっていることが判明した。さらにもう1系統でも同じく気孔応答との関連が報告されていなかった遺伝子または未知のタンパク質をコードする遺伝子にミスセンス変異が起こっていることが分かった。このことから本研究の主目的の大部分が達成できたと考える。
また本研究の一環としてシロイヌナズナエコタイプの気孔応答性解析も行っている。平成26年度では、巨大気孔をもつ4倍体エコタイプMe-0が通常の4倍体(Col4倍体)よりも高いガス交換能を示す理由を調べるため、孔辺細胞内のイオンバランスや遺伝子発現レベルを比較した。その結果Me-0ではCol4倍体に比べリンゴ酸含量が高くなっており、また防御応答関連遺伝子群の発現低下および細胞壁弛緩関連遺伝子群の発現上昇が見られた。このことからMe-0では巨大気孔を開くために生理的且つ遺伝子的な変化が起こっている可能性が示唆された。この研究成果は現在論文にまとめている最中である。
さらに別のエコタイプを用いた研究で、二酸化炭素応答性の低いエコタイプ複数系統間で環境シグナルの種類による気孔応答性の違いを比較をするという試みを行った。その結果、調査した3系統のエコタイプで共通して、環境シグナルの種類によってシグナルネットワークのクロストークに偏りが見られるという興味深い知見を得た。この研究成果は学術誌に掲載済みである。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Natural variation in stomatal responses to environmental changes among Arabidopsis thaliana ecotypes.2015

    • 著者名/発表者名
      Sho Takahashi*, Keina Monda* (*co-first author), Juntaro Negi, Fumitaka Konishi, Shinobu Ishikawa, Mimi Hashimoto-Sugimoto, Nobuharu Goto, Koh Iba
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10(2) 号: 2 ページ: e0117449-e0117449

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0117449

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Diversity of stomatal responses to different environmental conditions in Arabidopsis thaliana ecotypes.2014

    • 著者名/発表者名
      Sho Takahashi, Keina Monda, Juntaro Negi, Fumitaka Konishi, Shinobu Ishikawa, Mimi Hashimoto-Sugimoto, Nobuharu Goto, Koh Iba
    • 学会等名
      25th International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      The University of British Columbia in Vancouver, Canada
    • 年月日
      2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Environmental responses of an Arabidopsis ecotype, Me-0, with giant stomata.2014

    • 著者名/発表者名
      Keina Monda, Juntaro Negi, Genki Ishigaki, Hiromitsu Araki, Sho Takahashi, Mimi Hashimoto-Sugimoto, Satoru Kuhara, Ryo Akashi, Nobuharu Goto, Koh Iba
    • 学会等名
      25th International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      The University of British Columbia in Vancouver, Canada
    • 年月日
      2014-07-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] サーモグラフィ測定により見いだされた巨大気孔をもつシロイヌナズナエコタイプMe-02014

    • 著者名/発表者名
      門田 慧奈、祢冝 淳太郎、石垣 元気、荒木 啓充、高橋 將、石川 忍、橋本(杉本) 美海、久原 哲、明石 良、後藤 伸治、射場 厚
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学五福キャンパス
    • 年月日
      2014-03-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナエコタイプMe-0の巨大気孔の環境応答性2013

    • 著者名/発表者名
      門田 慧奈、祢冝 淳太郎、荒木 啓充、高橋 將、石川 忍、橋本(杉本) 美海、後藤 伸治、久原 哲、射場 厚
    • 学会等名
      日本植物学会第77回大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 気孔応答に特徴のあるシロイヌナズナエコタイプの解析2013

    • 著者名/発表者名
      高橋 將、小西 史高、門田 慧奈、袮冝 淳太郎、後藤 伸治、射場 厚
    • 学会等名
      日本植物学会第77回大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス
    • 年月日
      2013-09-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Stomatal features and responses to environmental signals in the Arabidopsis Me-0 ecotype2012

    • 著者名/発表者名
      Keina Monda
    • 学会等名
      The 23^<rd> International Conference on Arabidopsis Research
    • 発表場所
      Hofburg Imperial Pal-ace in Vienna, Austria
    • 年月日
      2012-07-04
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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