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イネ科植物の耐湿性に関わる通気組織形成メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J05119
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 育種学
研究機関名古屋大学

研究代表者

山内 卓樹  名古屋大学, 生命農学研究科, 特別研究員(PD)

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
3,630千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードイネ科植物 / 通気組織 / 耐湿性 / 通気組織形成 / 活性酸素種 / レーザーマイクロダイセクション
研究実績の概要

植物体内に形成される気体の通り道である通気組織は、耐湿性に関わる重要な形質であり、土壌中の酸素濃度が低下した低酸素状態において、地上部から根端部への酸素供給に寄与している。このことから、農業上重要な穀物を多く含むイネ科作物において、通気組織形成メカニズムを解明することが期待されている。イネの根の通気組織は好気的環境において根の成長に伴い形成される恒常的通気組織と過湿環境に応答して形成される誘導的通気組織に分類される。本年度は、誘導的通気組織形成過程において活性酸素種の発生を担う酵素であるrespiratory burst oxidase homolog (RBOH) をコードする遺伝子のAntisense鎖を発現させた形質転換体を作出し、一部の系統においてRBOH遺伝子の発現抑制がみられることを明らかにした。また、カルシウムを除いた生育条件(低酸素条件)においてイネの根の誘導的通気組織形成が抑制されることを明らかにし、RBOHの活性がcalcium dependent protein kinase(CDPK)によって活性化される可能性を見出した。さらに、イネの根の誘導的通気組織形成過程に特異的に発現誘導されるCDPK遺伝子を同定した。一方、イネなどの耐湿性の高いイネ科植物にしかみられない恒常的通気組織形成は過湿環境への適応において非常に重要である。本年度は、オーキシンシグナル伝達に異常のみられるイネの変異体の根では好気的な条件においても通気組織形成能の低下がみられることを示した。このことから、植物ホルモンのオーキシンが恒常的通気組織形成に関わることが示唆された。今後、恒常的通気組織形成の分子機構をさらに詳細に明らかにし、イネ科畑作物の根に恒常的通気組織形成能を賦与することができれば、将来的にはイネ科畑作物の耐湿性の向上に貢献すると期待している。

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

    (14件)

すべて 2015 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (7件) (うち謝辞記載あり 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] イネ科植物の根における過湿環境への形態的な応答・適応機構.2015

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹, 中園幹生.
    • 雑誌名

      根の研究(Root Research)

      巻: 24 ページ: 23-35

    • NAID

      130005137754

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Biochemical and molecular characterization of rice (Ofryza saliva L.) roots forming a barrier to radial oxygen loss.2014

    • 著者名/発表者名
      Kulichikhin, K., Yamauchi, T., Watanabe, K. and Nakazono, M.
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: (印刷中) 号: 10 ページ: 2406-2420

    • DOI

      10.1111/pce.12294

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microarray analysis of laser-microdissected tissues indicates the biosynthesis of suberin in the outer part of roots during formation of a barrier to radial oxygen loss in rice (Oryza sativa).2014

    • 著者名/発表者名
      Shiono K, Yamauchi T, Yamazaki S, Mohanty B, Imran AIM, Nagamura Y, Nishizawa NK, Tsutsumi N, Colmer TD, Nakazono M.
    • 雑誌名

      Journal of Experimental Botany

      巻: 65 号: 17 ページ: 4795-4806

    • DOI

      10.1093/jxb/eru235

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Ethylene and reactive oxygen species are involved in root aerenchyma formation and adaptation of wheat seedlings to oxygen-deficient conditions.2014

    • 著者名/発表者名
      Takaki Yamauchi, Kohtaro Watanabe, Aya Fukazawa, Hitoshi Mori, Fumitaka Abe, Kentaro Kawaguchi, Atsushi Oyanagi, Mikio Nakazono.
    • 雑誌名

      Joumal of Experimental Botany

      巻: 65 号: 1 ページ: 261-273

    • DOI

      10.1093/jxb/ert371

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adventitious roots of wheat seedlings that emerge in oxygen-deficient conditions have increased root diameters with highly developed lysigenous aerenchyma.2014

    • 著者名/発表者名
      Takaki Yamauchi, Fumitaka Abe, Kentaro Kawaguchi, Atsushi Oyanagi, Mikio Nakazono
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 9(印刷中) 号: 4 ページ: e28506-e28506

    • DOI

      10.4161/psb.28506

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aerenchyma formation in crop species : a review.2013

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹
    • 雑誌名

      Field Crops Research

      巻: (印刷中(in press) ページ: 8-16

    • DOI

      10.1016/j.fcr.2012.12.008

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物の通気組織形成過程におけるメタロチオネインの組織特異的な発現制御.2012

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹
    • 雑誌名

      生化学,日本生化学

      巻: 84 ページ: 857-862

    • NAID

      10031122394

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低酸素状態に応答したイネ不定根の皮層組織特異的な細胞肥大の制御機構の解析.2014

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹, 田中瑛大, 西澤直子, 中園幹生.
    • 学会等名
      日本育種学会第126回講演会
    • 発表場所
      宮崎
    • 年月日
      2014-09-26 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] イネの根の誘導的通気組織形成過程における極長鎖脂肪酸を介したエチレン生合成の促進2014

    • 著者名/発表者名
      山内 卓樹, 塩野 克宏, 高牟禮 逸朗, 森 仁志, 堤 伸浩, 加藤 清明, 中園 幹生
    • 学会等名
      日本育種学会第125回講演会
    • 発表場所
      東北大学(宮城県)
    • 年月日
      2014-03-22
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] エチレンと活性酸素種によるコムギ幼植物体の嫌気ストレス応答と根の通気組織形成の制御.2013

    • 著者名/発表者名
      山内 卓樹, 渡邊 宏太郎, 深澤 彩, 森 仁志, 安倍 史高, 川口 健太郎, 小柳 敦史, 中園 幹生
    • 学会等名
      第39回根研究集会
    • 発表場所
      畜産草地研究所(栃木県)
    • 年月日
      2013-11-10
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Involvement of auxin signaling in constitutive aerenchyma formation in rice root.2013

    • 著者名/発表者名
      Takaki Yamauchi, Hiroki Inahashi, Yoshiaki Nagamura, Naoko K Nishizawa, Yoshiaki Inukai, Mikio Nakazono
    • 学会等名
      11th International Conference on Plant Anaerobiosis.
    • 発表場所
      Los Banos, Laguna, Philinnines
    • 年月日
      2013-10-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] イネの根の通気組織形成におけるオーキシンの関与.2013

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹
    • 学会等名
      日本育種学会第123回講演会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] コムギの根における通気組織形成と過湿ストレス耐性の評価.2012

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹
    • 学会等名
      日本育種学会第122回講演会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-09-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] イネの耐湿性に関わる根の誘導的通気組織形成メカニズムの解析.2012

    • 著者名/発表者名
      山内卓樹
    • 学会等名
      イネ遺伝学・分子生物学ワークショップ2012
    • 発表場所
      奈良県文化会館(奈良県)
    • 年月日
      2012-07-05
    • 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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