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葉肉組織への二酸化炭素と水の供給を制御するABA:分子細胞生理学的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 13J10531
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
研究機関東京大学

研究代表者

溝上 祐介  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2013年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード葉肉コンダクタンス / ABA / 高CO2 / 乾燥ストレス / アブシジン酸(ABA) / アクアポリン / カルボニックアンヒドラーゼ
研究実績の概要

本研究では,蒸散とCO2の取り込みのバランスをどのように制御しているのかを包括的に解明することを大きな目的としていた。
本年度は,主にシロイヌナズナの野生型Col-0とPlasmamembrane Intrinsic Protein (PIP)アクアポリン,Carbonic Anhydrase(CA)のT-DNA挿入株,気孔応答性変異体ost1,slac1-2を用いて,ABAによる水分特性の変化だけでなく,葉のCO2濃度変化に対する応答を解析することを目的とした。CAのT-DNA挿入株については,すでに他研究グループによる解析が進んでいることが学会でわかったため,計画から除外した。
Col-0は葉内ABA量の増加にともない,gmが低下したが,pip2;3,pip2;6では,あまり低下しなかった。これはPIP2;3,PIP2;6がgmのABA応答に関わっていることを強く示すものである。
Col-0,ost1, slac1-2を用いたCO2応答実験では,3つのことが解明された。
①短期的な高CO2環境でgmが低下する。②長期的に大気CO2環境,高CO2環境で栽培した植物(2 mM NO3-栽培)のCO2応答を比較したところ,栽培CO2環境にかかわらず,高CO2環境ではgmが低下した。しかし,4 mM NO3-の栄養塩を与えて栽培したとき,高CO2環境で栽培した植物の方が,大気CO2環境で栽培した植物に比べ,高いgmであることがわかった。③LMA(Leaf Mass per Area),単位面積当たりの葉緑体が細胞間隙に面している面積(Sc),葉の厚さなどの形態学的解析より,栽培時の栄養塩の窒素濃度により糖やでんぷんなどの蓄積に差があることが示唆された。
以上の結果より,蒸散とCO2の取り込みのバランスがどのように環境応答するか,明らかになった。

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

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Mesophyll conductance decreases in the wild type but not in an ABA-deficient mutant (aba1) of Nicotiana plumbaginifolia under drought conditions2015

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mizokami, Ko Noguchi, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Ichiro Terashima
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 38 号: 3 ページ: 388-398

    • DOI

      10.1111/pce.12394

    • 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] 葉肉コンダクタンス2014

    • 著者名/発表者名
      溝上 祐介, 寺島 一郎
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 52 ページ: 54-58

    • NAID

      130004808935

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高CO2環境下で生育したシロイヌナズナの葉肉コンダクタンスの応答2014

    • 著者名/発表者名
      溝上祐介,野口航,寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学 生田キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Responses of mesophyll conductance to the atmospheric CO2 in Arabidopsis thaliana grown at ambient and high CO22014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mizokami, Ko Noguchi, Ichiro Terashima
    • 学会等名
      Gordon Resarch Conference CO2 assimilation in plants
    • 発表場所
      Waterville Valley, NH (USA)
    • 年月日
      2014-06-08 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Possible Involvement of Aquaporins in Responses of Mesophyll Conductance to ABA and CO_22014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mizokami, Ko Noguchi, Ichiro Terashima
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会 シンポジウム"Aquaporins in the mechanism of hydraulic and CO_2 conductance"
    • 発表場所
      富山大学 五福キャンパス(富山県)
    • 年月日
      2014-03-19
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 水と炭素の交差点としての葉-CO_2拡散コンダクタンスについて2014

    • 著者名/発表者名
      溝上祐介
    • 学会等名
      第61回日本生態学会大会 企画集会T15
    • 発表場所
      広島国際会議場(広島県)
    • 年月日
      2014-03-16
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ気孔応答変異体の解析からみえてきた気孔コンダクタンスと葉肉コンダクタンスの独立した制御2013

    • 著者名/発表者名
      溝上 祐介, 祢宜 太郎, 瀬尾 光範, 野口 航, 寺島 一郎
    • 学会等名
      第77回日本植物学会 シンポジウム「植物と流れ」
    • 発表場所
      北海道大学 高等教育推進機構(北海道)
    • 年月日
      2013-09-14
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Responses of g_s and g_m to water stress and changes in CO_2 concentration.2013

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mizokami Kojima Mikiko, Hitoshi Sakakibara, Ko Noguchi, Ichiro Terashima
    • 学会等名
      The 16th International Congress on Photosynthesis
    • 発表場所
      St Louis, MO, USA
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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