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複数代謝の統合的な制御による植物のストレス応答メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15J09097
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・生理科学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

渡邊 俊介  国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードMOCOS / ABA3 / ストレス応答 / 代謝制御 / 生理活性物質 / モリブデン補酵素硫化酵素 / モリブデン酵素
研究実績の概要

昨年度までの結果から,モデル実験植物シロイヌナズナのモリブデン補酵素硫化酵素ABA3がフラボノイド代謝,特にストレス適応に重要なアントシアニンの蓄積制御に関与することを突き止めた.最終年度にあたる本年度は,主に学術誌への投稿に向けて以下の成果を得た.
(1)ABA3によるアントシアニン蓄積誘導にABAあるいはアラントインが必要か否かを検証した.ABA3が生合成に必須である植物ホルモンABAや生理活性物質であるプリン中間体アラントインは環境ストレス応答を誘導する.そのため,これらの欠損がアントシアニン蓄積に何らかの影響を及ぼすことが推測される.そこで,ABAあるいはアラントインで処理したABA3変異体を酸化ストレスに曝したときのアントシアニン量を調査した.その結果,ABA3変異体のアントシアニン量の低下はABAやアラントインでは完全には回復しなかった.
(2)モリブデン酵素の欠損がアントシアニン蓄積に及ぼす影響を調査した.ABA3はいずれかのモリブデン酵素の活性化を介してアントシアニンの蓄積を制御すると予想される.そこで,モリブデン酵素の変異体を酸化ストレスに曝したときのアントシアニン量を調べた.これまでにモリブデン酵素として同定されているアルデヒド脱水素酵素(AAO1~4)とキサンチン脱水素酵素(XDH1)の変異体を調査した結果,非常に興味深いことに,ABA3変異体と同様の変異表現型を現す変異体は確認できなかった.
以上の結果から,ABA3がABAやアラントインとは独立したメカニズムでアントシアニン蓄積制御に関与し,その背後には未同定のモリブデン酵素や生理活性物質が存在していることが示唆された.
これらの成果は国内外の学会で積極的に発表した.また本課題の期間中に得られた研究成果を論文として取り纏めた(近日中には国際誌に投稿予定である).

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Wounding Triggers Callus Formation via Dynamic Hormonal and Transcriptional Changes2017

    • 著者名/発表者名
      Ikeuchi M, Iwase A, Rymen B, Lambolez A, Kojima M, Takebayashi Y, Heyman J, Watanabe S, Seo M, De Veylder L, Sakakibara H, Sugimoto K
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 175 号: 3 ページ: 1158-1174

    • DOI

      10.1104/pp.17.01035

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Overexpression of oligouridylate binding protein 1b results in ABA hypersensitivity.2017

    • 著者名/発表者名
      Nguyen, C.C, Nakaminami, K., Matsui, A., Watanabe, S., Kanno, Y., Seo, M. and Seki, M.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 12 号: 2 ページ: e1282591-e1282591

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1282591

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Allantoin, a stress-related purine metabolite, can activate jasmonate signaling in a MYC2-regulated and abscisic acid-dependent manner2016

    • 著者名/発表者名
      Takagi, H., Ishiga Y., Watanabe W., Konishi T., Egusa M., Akiyoshi N., Matsuura T., Mori I. C., Hirayama T., Kaminaka H., Shimada H. and Sakamoto A
    • 雑誌名

      J. Ext. Bot.

      巻: 67 号: 8 ページ: 2519-2532

    • DOI

      10.1093/jxb/erw071

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 環境ストレス応答におけるシロイヌナズナのモリブデン補酵素硫化酵素ABA3の多面的な生理機能2018

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,菅野裕理,澤田有司,田中 真帆,松井 章浩,平井優美,関 原明,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの環境応答におけるモリブデン補酵素硫化酵素 ABA3 の新規生理機能の解析2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,澤田有司,平井優美,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学郡元キャンパス(鹿児島県鹿児島市)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 植物の環境適応において生理活性物質生産系を制御するモリブデン補酵素硫化酵素MOCOSの多面的生理機能2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,澤田有司,田中 真帆,松井 章浩,平井優美,関 原明,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Molybdenum cofactor sulfurase ABA3 has a novel role distinct from the biosynthesis of abscisic acid in stress tolerance of Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Watanabe, Yuri Kanno1, Yuji Sawada, Akihiro Matsui, Maho Tanaka, Hiromi Yokota-Hirai, Motoaki Seki, Atsushi Sakamoto and Mitsunori Seo
    • 学会等名
      14th Bilateral Closure Symposium of GDRI Integrative Plant Biology Network
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナのモリブデン補酵素硫化酵素 ABA3 に隠された新規生理機能の探索2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,澤田有司,平井優美,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      植物化学調節学会第51回大会
    • 発表場所
      高知大学物部キャンパス(高知県南国市)
    • 年月日
      2016-10-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Novel roles of Arabidopsis molybdenum cofactor sulfurase ABA3 in environmental stress responses2016

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S., Sawada Y., Hirai Yokota M., Sakamoto A. & Seo M
    • 学会等名
      22nd International Conference on Plant Growth Substances
    • 発表場所
      University of Toronto, Toronto, Canada
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel roles of Arabidopsis molybdenum cofactor sulfurase ABA3 in environmental stress responses2016

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke Watanabe, Yuji Sawada, Masami Yokota Hirai and Mitsunori Seo
    • 学会等名
      22nd International Conference on Plant Growth Substances
    • 発表場所
      Tronto, Canada
    • 年月日
      2016-06-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナモリブデン補酵素硫化酵素ABA3による統合的なストレス適応応答の解明2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学上田キャンパス(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのストレス適応に密接に関わるモリブデン補酵素硫化酵素ABA3の生理的な多機能性の検証2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,坂本 敦,瀬尾光範
    • 学会等名
      物化学調節学会第50回大会
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-10-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.yokohama.riken.jp/phytohormone/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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