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植物の光順応性を制御する分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07451
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
研究機関日本工業大学

研究代表者

芳賀 健  日本工業大学, 基幹工学部, 准教授 (50382031)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード光環境応答 / 光順応性 / 光屈性 / 光寛容 / シロイヌナズナ / リン酸化制御 / 胚軸 / NRLファミリー / 光順応 / RPT2 / NPH3
研究成果の概要

植物は、光合成に必要な光エネルギーを効率的に獲得するため、茎などの地上部では青い光の方向に伸長する性質をもつ。この反応は、非常に広範囲な強さの青色光によって誘導されることが知られているが、その詳しい分子メカニズムは長い間不明であった。本研究では、その仕組みを明らかにするために、モデル植物であるシロイヌナズナの突然変異体などを用いて研究を行った。光の情報伝達の必須因子であるNONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL3(NPH3)に注目して研究を行った結果、植物が広範囲の強さの光に応答するためにはNPH3のリン酸化状態がうまく調節されていることが重要であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

広範囲な光の強さに対応できる光順応の仕組みが植物に備わっていることは古くから知られていたが、その分子メカニズムは明らかにされていなかった。本研究により、植物の光順応性にはNONPHOTOTROPIC HYPOCOTYL3のリン酸化状態の調節が重要であることが初めて裏付けられたことは、学術的な意味において非常に意義の高い研究成果であると考えられる。本研究成果を手掛かりにして、植物の光順応性の分子メカニズムが更に明らかにされることで、作物を育てる際の効率的な光環境の整備や育種においても役立つ情報が得られる可能性が高い。その意味では、社会的な意義においても高く評価される研究成果であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2020 2019 2018 2017

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

  • [雑誌論文] Involvement of PP6-type protein phosphatase in hypocotyl phototropism in Arabidopsis seedlings.2018

    • 著者名/発表者名
      Haga, K., and Sakai, T.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 13 号: 11 ページ: e1536631-e1536631

    • DOI

      10.1080/15592324.2018.1536631

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of AGCVIII Kinases in the Hypocotyl Phototropism of Arabidopsis Seedlings2018

    • 著者名/発表者名
      Ken Haga、Lena Frank、Taro Kimura、Claus Schwechheimer、Tatsuya Sakai
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: - 号: 5 ページ: 1060-1071

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy048

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Asymmetric Auxin Distribution is Not Required to Establish Root Phototropism in Arabidopsis2018

    • 著者名/発表者名
      Taro Kimura、Ken Haga、Yasushi Shimizu-Mitao、Yumiko Takebayashi、Hiroyuki Kasahara、Ken-ichiro Hayashi、Tatsuo Kakimoto、Tatsuya Sakai
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 59 号: 4 ページ: 828-840

    • DOI

      10.1093/pcp/pcy018

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 青色光に応じた葉柄運動におけるオーキシン輸送の多面的な役割2020

    • 著者名/発表者名
      大塚 祐太,綿引 雅昭,芳賀 健,酒井 達也,塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ黄化芽生え胚軸光屈性における NPH3 脱リン酸化の意義2020

    • 著者名/発表者名
      木村太郎,芳賀健,野村有子,中神弘史,酒井達也
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 青色光に応じて葉身で生じるオーキシン応答の偏りの3 次元観察2019

    • 著者名/発表者名
      大塚 祐太,綿引 雅昭,芳賀 健,酒井 達也,塚谷 裕一
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるPIN非依存的光屈性誘導機構の分子遺伝学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      川浦圭太、吉岡真美、芳賀 健、酒井達也
    • 学会等名
      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] シロイヌナズナ光屈性シグナル伝達因子NPH3のリン酸化修飾の機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      木村太郎、芳賀 健、野村有子、中神弘史、酒井達也
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 青色光に応じてねじれる葉の三次元形態解析2018

    • 著者名/発表者名
      大塚祐太,芳賀 健,酒井達也,塚谷裕一
    • 学会等名
      日本植物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 青色光に応じた葉のねじれ運動の遺伝子基盤2018

    • 著者名/発表者名
      大塚祐太,芳賀 健,酒井達也,塚谷裕一
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of auxin in the blue-light-directed twisting of the Arabidopsis leaves.2017

    • 著者名/発表者名
      Otsuka, Y., Haga, K., Sakai, T., Tsukaya, H.
    • 学会等名
      Taiwan-Japan Plant Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナ光屈性シグナル伝達因子NPH3のリン酸化修飾の機能解析2017

    • 著者名/発表者名
      木村太郎、芳賀 健、野村有子、中神弘史、酒井達也
    • 学会等名
      第81回日本植物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] Physiological characterization of phototropism in Arabidopsis seedlings. Phototropism: Methods and Protocols.2019

    • 著者名/発表者名
      Haga, K. and Kimura, T.
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Quantitative measurements of curvature along the growth axis in tropic responses using free software environments. Phototropism: Methods and Protocols.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamamot, K.T. and Haga, K.
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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