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クロロフィル分解により誘導されるジャスモン酸を介した核の遺伝子発現制御

研究課題

研究課題/領域番号 17K07430
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 植物分子・生理科学
研究機関北海道大学

研究代表者

伊藤 寿  北海道大学, 低温科学研究所, 助教 (50596608)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードクロロフィル / 老化 / ジャスモン酸 / クロロフィル分解 / シロイヌナズナ / ポプラ / 植物ホルモン / 植物 / シグナル伝達
研究成果の概要

本研究の中心的な課題として、クロロフィル分解とジャスモン酸合成の関係の解明がある。植物はジャスモン酸などの植物ホルモンの働きにより老化し、その結果クロロフィルが分解されると考えられてきた。しかし本研究により、クロロフィルが分解されるとジャスモン酸が合成され、老化関連の遺伝子の発現が誘導される、つまり老化が促進することが示された。この結果は、クロロフィルの分解が植物ホルモンを介して老化を促進していることを示唆している。本研究は、植物のクロロフィル分解の新しい役割を示したものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

葉が黄色くなるのは、植物が枯れるときに一番目に付く特徴です。このような葉の色の変化は、光合成色素のクロロフィルが分解されることで起きます。これまで植物ホルモンが葉の老化を進めて、その結果クロロフィルが分解されて葉が黄色くなると考えれらていました。しかし本研究では、クロロフィルの分解によって植物ホルモンの合成が合成され、その結果葉の老化が進むことが示唆されました。このような観察から、クロロフィルの分解と植物ホルモンの合成が相乗的に影響しあい、葉の老化を速やかに進めていると考えられます。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Degradation of the photosystem II core complex is independent of chlorophyll degradation mediated by Stay-Green Mg2+ dechelatase in Arabidopsis2021

    • 著者名/発表者名
      Chen Ying、Yamori Wataru、Tanaka Ayumi、Tanaka Ryouichi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: - ページ: 110902-110902

    • DOI

      10.1016/j.plantsci.2021.110902

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Jasmonate production through chlorophyll a degradation by Stay-Green in Arabidopsis thaliana2019

    • 著者名/発表者名
      Ono Kouhei、Kimura Madoka、Matsuura Hideyuki、Tanaka Ayumi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 238 ページ: 53-62

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2019.05.004

    • NAID

      120007099144

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Horizontal Transfer of Promiscuous Activity from Nonphotosynthetic Bacteria Contributed to Evolution of Chlorophyll Degradation Pathway2019

    • 著者名/発表者名
      Obata Daichi、Takabayashi Atsushi、Tanaka Ryouichi、Tanaka Ayumi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 36 号: 12 ページ: 2830-2841

    • DOI

      10.1093/molbev/msz193

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] In Vitro Enzymatic Activity Assays Implicate the Existence of the Chlorophyll Cycle in Chlorophyll b-Containing Cyanobacteria2019

    • 著者名/発表者名
      Lim HyunSeok、Tanaka Ayumi、Tanaka Ryouichi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 60 号: 12 ページ: 2672-2683

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz157

    • NAID

      120006876294

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg-dechelatase is involved in the formation of photosystem II but not in chlorophyll degradation in Chlamydomonas reinhardtii2019

    • 著者名/発表者名
      Chen Ying、Shimoda Yousuke、Yokono Makio、Ito Hisashi、Tanaka Ayumi
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 97 号: 6 ページ: 1022-1031

    • DOI

      10.1111/tpj.14174

    • NAID

      120006803955

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mg-dechelation of chlorophyll a by Stay-Green activates chlorophyll b degradation through expressing Non-Yellow Coloring 1 in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Sato Tomoaki、Shimoda Yousuke、Matsuda Kaori、Tanaka Ayumi、Ito Hisashi
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 222 ページ: 94-102

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2018.01.010

    • NAID

      120006803940

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 8-ビニル基還元酵素の鉄環境への適応とAcaryochloris における役割2021

    • 著者名/発表者名
      末廣晴花、田中亮一、伊藤寿
    • 学会等名
      第62回日本植物生理学会(松江)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるグラナマージンへのクロロフィル分解酵素の局在2020

    • 著者名/発表者名
      福良光起、田中亮一、伊藤寿
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会(大阪)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ポプラにおけるクロロフィル分解を介したエチレンの発生と落葉2019

    • 著者名/発表者名
      伊藤寿、荒川圭太 、田中歩
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] クロロフィル分解とジャスモン酸の関係2018

    • 著者名/発表者名
      伊藤寿、田中歩
    • 学会等名
      第9回日本光合成学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Analysis of Plant Mg-Dechelatase Involved in Chlorophyll Degradation2018

    • 著者名/発表者名
      Hisashi Ito
    • 学会等名
      第10回 International conference on porphyrins and phthalocyanines
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The effet of chlorophyll degradation by SGR on senescence2018

    • 著者名/発表者名
      Ying Chen, Yousuke Shimoda, Ayumi Tanaka, Hisashi Ito
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] クロロフィルaのMgを脱離する酵素SGRの触媒機構解析2018

    • 著者名/発表者名
      小畑大地、田中歩、伊藤寿
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] SGRによるクロロフィル分解が引き起こすジャスモン酸とエチレンの増加2018

    • 著者名/発表者名
      木村円香、松浦英幸、田中歩、伊藤寿
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 北海道大学低温科学研究所 年次自己点検評価報告書 〜年報〜

    • URL

      http://www.lowtem.hokudai.ac.jp/nenpou.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 植物の老化や紅葉には,バクテリアの遺伝子が関わっていた

    • URL

      https://www.hokudai.ac.jp/news/190906_pr2.pdf

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [産業財産権] クロロフィル分解酵素阻害剤2021

    • 発明者名
      伊藤寿
    • 権利者名
      伊藤寿
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2021-041725
    • 出願年月日
      2021
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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