葉緑体局在性ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼの機能解析

• 研究課題/領域番号: 18370022
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物生理・分子
• 研究機関: 独立行政法人農業生物資源研究所
• 研究代表者: 徳富 光恵 (富尾 光恵 / 宮尾 光恵) 独立行政法人農業生物資源研究所, 光環境応答研究ユニット, ユニット長 (70181980)
• 研究分担者: 深山 浩 神戸大学, 大学院・農学研究科, 助教 (60373255)
• 研究協力者: 増本 千都 独立行政法人農業生物資源研究所, 光環境応答研究ユニット, 特別研究員 (60462561) ; 宮澤 真一 独立行政法人農業生物資源研究所, 光環境応答研究ユニット, 特別研究員 (10578438)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 2,790千円); 2008年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2007年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2006年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
• キーワード: ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ / 葉緑体 / 有機酸 / 窒素同化 / イネ / 解糖系

研究概要

イネ特有の代謝酵素である葉緑体局在性ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)は、無機窒素を有機物に取り込む際必要な炭素化合物(有機酸)を作る働きをもつこと、イネはこの酵素が関与する独自の代謝経路をもち、この経路が水田のような湛水環境での無機窒素の利用に重要な役割を担うことが明らかにされた。葉緑体局在性PEPCは、光合成で固定された炭素の代謝と無機窒素の取り込みという、生産性に関わるふたつの過程をつなぐ鍵酵素であり、本酵素の関与する代謝経路の全容を理解することによって、イネの生産性の決定要因が明らかにされるものと期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphoenolpyruvate carboxylase intrinsically located in the chloroplast of rice plays a crucial role in ammonium assimilation (2010)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C., Miyazawa, S., Ohkawa, H., Fukuda, T., Taniguchi, Y., Murayama, S., Saito, K., Kusano, M., Fukavama, H., Miyao, M
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107 ページ: 5226-5231
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gene expression profiling in leaves of rice grown under elevated CO2 (2009)
  • 著者名/発表者名: Fukayama, H., Fukuda, T., Masumoto, C., Taniguchi, Y., Sakai, H., Cheng, W., Hasegawa, T., Miyao, M
  • 雑誌名: Plant Sci 177 ページ: 203-210
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overproduction of C_4 photosynthetic enzymes in transgenic rice plants : an approach to introduce the C_4-like photosynthetic pathway into rice (2008)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, Y, Ohkawa, H., Masumoto, C., Fukuda, T., Tamai, T., Lee, K., Sudoh, S., Tsuchida, H., Sasaki, H., Fukayama, H., Miyao. M
  • 雑誌名: J Exp. Bot 59 ページ: 1799-1809
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overproduction of C_4 photosynthetic enzymes in transgenic rice plants:an approach to introduce the C_4-like photosthetic pathway into rice (2008)
  • 著者名/発表者名: Taniguchi, Y.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany (Published on line)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and functional analysis of phosphoenolpyruvate carboxylase kinase genes in rice (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukavama, H., Tamai, T., Taniguchi, Y., Sullivan, S., Miyao, M., Nimmo, H.G
  • 雑誌名: Plant J 47 ページ: 258-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of C_4 responsive genes in the facultative C_4 plant Hydrilla verticillata (2006)
  • 著者名/発表者名: Rao, S.K., Fukavama, H., Reiskind, J., Miyao, M., Bowes, G
  • 雑誌名: Photosynth. Res 88 ページ: 173-183
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization and functional analysis of phosphoenolpyruvate carboxylase kinase genes in rice (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukayama, H., Tamai, T., Taniguchi, Y., Sullivan, S., Miyao, M., Nimmo,H.G.
  • 雑誌名: The Plant Journal 47 ページ: 258-268
• [雑誌論文] Identification of C_4 responsive genes in the facultative C_4 plant Hydrilla verticillata (2006)
  • 著者名/発表者名: Rao, S.K., Fukayama, H., Reiskind, J., Miyao, M., Bowes,G.
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 88 ページ: 173-183
• [学会発表] 窒素同化におけるイネ葉緑体型ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ (PEPC) の役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 増本千都, 宮澤真一, 宮尾光恵
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] イネ葉身のアンモニア同化における細胞質型と葉緑体型PEPCの役割 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宮澤真一, 増本千都, 宮尾光恵
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-03-21
• [学会発表] 葉緑体型PEPC発現抑制イネの生理解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 増本千都, 宮澤真一, 福田琢哉, 宮尾光恵
  • 学会等名: 日本作物学会第228回講演会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] phosphoenolpyruvate carboxylase of rice plays an important role in the nitrogen assimilation (2009)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C., Miyazawa, S., Fukuda, T., Miyao, Chloroplastic
  • 学会等名: Plant Biology 2009
  • 発表場所: ホノルル
• [学会発表] 4種類のC4光合成関連酵素を高発現する形質転換イネの生理解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 増本千都, 谷口洋二郎, 福田琢哉, 大河浩, 佐々木治人, 深山浩, 宮尾光恵
  • 学会等名: 日本作物学会第226回講演会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] Metabolic consequences of transgenic rice overproducing four C_4 enzymes (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyao, M
  • 学会等名: 2008 Gordon Research Conference on "CO_2 Assimilation in Plants : Genome to Biome,"
  • 発表場所: ビデフォード (米国)
  • 年月日: 2008-08-21
• [学会発表] Metabolic consequences of transgenic rice overproducing four C_4 enzymes (2008)
  • 著者名/発表者名: Miyao, M.
  • 学会等名: 2008 Gordon Research Conference on“CO_2 Assimilation in Plants : Genome to Biome"
  • 発表場所: Biddeford (USA)
  • 年月日: 2008-08-21
• [学会発表] Phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) targeted to the chloroplast of rice (2008)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C., Ohkawa, H., Taniguchi, Y., Fukuda, T., Fukayama, H., Miyao, M
  • 学会等名: 2008 Gordon Research Conference on "CO_2 Assimilation in Plants Genome to Biome,"
  • 発表場所: ビデフォード(米国)
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] Phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPC) targeted to the chloroplast of rice (2008)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C.
  • 学会等名: 2008 Gordon Research Conference on“CO_2 Assimilation in Plants : Genome to Biome"
  • 発表場所: Biddeford (USA)
  • 年月日: 2008-08-19
• [学会発表] イネ葉緑体型PEPCの発現様式と機能の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 増本千都, 大河浩, 谷口洋二郎, 福田琢哉, 深山浩, 徳富(宮尾)光恵
  • 学会等名: 第49回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Anovel phosphoenolpyruvate carboxylase targeted to the chloroplast of rice (2007)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C., Ohkawa, H., Taniguchi, Y., Fukuda, T., Fukayama, H., Miyao, M
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: グラスゴー
  • 年月日: 2007-07-23
• [学会発表] A novel phosphoellolpyruvate carboxylase targeted to the chloroplast of rice (2007)
  • 著者名/発表者名: Masumoto, C.
  • 学会等名: 14th International Congress of Photosynthesis
  • 発表場所: Glasgow
  • 年月日: 2007-07-23
• [学会発表] Introduction of C_4-like photosynthetic pathway into rice : possibilities and limitations (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyao, M., Taniguchi, Y., Fukuda, T., Masumoto, C., Ohkawa, H., Fukayama, H., Sasaki, H
  • 学会等名: C4 and CAM : from molecular diversity to ecological convergence
  • 発表場所: ケンブリッジ
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Introduction of C_4-like photosynthetic pathway into rice:possibilities and limitations (2007)
  • 著者名/発表者名: Miyao, M.
  • 学会等名: C4 and CAM:from molecular diversity to ecological convergence
  • 発表場所: Cambridge
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] ゲノムから見た炭素代謝関連遺伝子 (2006)
  • 著者名/発表者名: 徳富(宮尾)光恵, 大河浩, 谷口洋二郎, 深山浩
  • 学会等名: 日本植物学会第70回大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2006-09-30
• [備考] 雑誌論文(1), 2010年3月24日
  • URL: http://f100Obiology.com/article/id/2478959
• [備考] 窒素の有効利用のためのイネ独自のしくみを発見-イネの生産性向上に期待-, 2010年3月25日
  • URL: http://www.nias.affrc.go.jp/press/20100325/