イネ種子の発芽調節におけるエチレンシグナル伝達系のレドックス制御

• 研究課題/領域番号: 15K07400
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 森田 重人 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (20295637)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 種子 / 発芽 / 休眠 / エチレン / イネ / レドックス制御

研究成果の概要

グルタレドキシン（GRX）はタンパク質のレドックス制御を通して様々な生体プロセスの調節に機能している。筆者は先行研究で、イネ GRXアイソフォームの１つであるOsGRXC2;2がイネの発芽調節に関与していることを明らかにした。本研究では、過剰発現系統と発現抑制系統を用いて、OsGRXC2;2の発芽調節における役割を解析した。その結果、OsGRXC2;2は植物ホルモンであるエチレンとアブシジン酸を介して種子休眠と発芽を調節していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

植物の種子休眠と発芽は、作物の斉一な発芽や初期生長や、穀類種子の穂発芽に関わることから農業上重要な問題である。主要穀物であるイネは、コムギ、オオムギ等のイネ科主要穀物のモデルでもある。本研究の成果は、イネにおいてOsGRXC2;2による新規な発芽調節機構を明らかにし、穀類の種子生理の理解に貢献するものである。また一部の酒米品種やコムギ、オオムギにおいては穂発芽が問題となっていることから、本研究の成果はそれらの休眠性・穂発芽耐性の向上に寄与すると期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Expression of a rice glutaredoxin in aleurone layers of developing and mature seeds: subcellular localization and possible functions in antioxidant defense (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigeto Morita, Yuki Yamashita, Masayoshi Fujiki, Rie Todaka, Yuri Nishikawa, Ayaka Hosoki, Chisato Yabe, Jun’ichi Nakamura, Kazuyoshi Kawamura, I Nengah Suwastika, Masa H. Sato, Takehiro Masumura, Yasunari Ogihara, Kunisuke Tanaka, Shigeru Satoh
  • 雑誌名: Planta 巻: 242 号: 5 ページ: 1195-1206
  • DOI: 10.1007/s00425-015-2354-9
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] エチレンレセプター変異体イネにおける初期生長の促進 (2020)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、谷柚希、増村威宏
  • 学会等名: 日本農芸化学会2020年度大会
• [学会発表] グルタレドキシンによるイネ種子の休眠・発芽の調節 (2019)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、中村淳一、足立哲、足立聖佳、野村佳宏、増村威宏、佐藤茂
  • 学会等名: 第40回種子生理生化学研究会
• [学会発表] イネエチレンレセプターOsERS1の発芽における機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 谷柚希、中村淳一、増村威宏、森田重人
  • 学会等名: 第36回日本植物細胞分子生物学会
• [学会発表] イネエチレンレセプターOsERS1の発芽と初期生長における機能解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、谷柚希、中村淳一、増村威宏
  • 学会等名: 2018 年度日本農芸化学会関西支部大会
• [学会発表] イネグルタレドキシンOsGRXC2;2による種子休眠と発芽の調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、中村淳一、足立聖佳、増村威宏、佐藤茂
  • 学会等名: 第35回日本植物細胞分子生物学会
• [学会発表] イネグルタレドキシンOsGRXC2;2による種子休眠の調節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、中村淳一、増村威宏、佐藤茂
  • 学会等名: 日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部2017 年度合同大会
• [学会発表] イネグルタレドキシンOsGRXC2;2の過剰発現による発芽調節機構への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村淳一、足立聖佳、増村威宏、佐藤茂、森田重
  • 学会等名: 第37回種子生理生化学研究会年会
  • 発表場所: 南淡路ロイヤルホテル（兵庫県南あわじ市）
  • 年月日: 2016-11-11
• [学会発表] イネの発芽調節に関わるグルタレドキシンOsGRXC2;2の相互作用タンパク質の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村淳一、山下裕樹、増村威宏、佐藤茂、森田重人
  • 学会等名: 日本農芸化学会平成28年度関西支部大会
  • 発表場所: 滋賀県立大学（滋賀県彦根市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] イネの発芽調節に関わるグルタレドキシンOsGRXC2;2の相互作用タンパク質の探索 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中村淳一、山下裕樹、増村威宏、佐藤茂、森田重人
  • 学会等名: 第34回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 信州大学上田キャンパス（長野県上田市）
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] イネグルタレドキシンOsGRXC2;2による発芽と初期生長の抑制 (2016)
  • 著者名/発表者名: 森田重人、足立哲、中村淳一、足立聖佳、増村威宏、佐藤茂
  • 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（岩手県盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] イネの種子発芽におけるグルタレドキシンOsGRXC2;2の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 中村淳一、足立聖佳、増村威宏、佐藤茂、森田重人
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部・関西支部合同大会
  • 発表場所: 富山県立大学（富山県射水市）
  • 年月日: 2015-09-19
• [図書] Engineering of abiotic stress tolerance by modulating antioxidant defense systems. In “Advances in Rice Research for Abiotic Stress Tolerance” (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigeto Morita (Edited by Mirza Hasanuzzaman, Masayuki Fujita, Jiban Krishna Biswas, Kamrun Nahar)
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Woodhead Publishing
  • ISBN: 9780128143322