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イネCPD光回復酵素形質転換体を用いた隔離圃場での、太陽紫外線植物影響評価解析

研究課題

研究課題/領域番号 19651019
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関東北大学

研究代表者

日出間 純  東北大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (20250855)

研究期間 (年度) 2007 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2009年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2008年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2007年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワードイネ / 紫外線環境影響評価 / 光回復酵素 / 遺伝子組換えイネ / 染色体部分置換系統イネ / ピリミジン二量体 / 紫外線抵抗性イネ / 太陽紫外線UVB / CPD光回復酵素 / 紫外線影響評価 / 部分置換系統 / 野外環境試験 / 生物多様性影響評価試験 / 隔離圃場 / 太陽紫外線 / コシヒカリ部分置換系統 / 生物多様性影響評価実験 / 光回復酵素遺伝子組換イネ
研究概要

最終年度である本年度は、以下に示す2課題を遂行した。
(1)太陽紫外線がイネの生育および収量に及ぼす影響解析 コシヒカリ部分置換系統(SL229、SL229-B2-F2系統)を材料に、これまでの宮城(大崎市鹿島台・研究科圃場)、鹿児島(鹿児島市・鹿児島大学圃場)に加えて、福島県(梁川圃場:福島JA伊達みらい協力)の3箇所で紫外線環境影響評価試験(生育・収量調査)の3年目を実施した。また、生育時において、葉内細胞中のDNA上に生成しているシクロブタン型ピリミジン二量体(CPD)の蓄積量(Steady state CPD level)の動態解析も行った。その結果、CPDの蓄積量の変化に関しては、予想通り、CPD光回復酵素の活性の低下しているSL-229系統の方がコシヒカリよりも常にCPD量は高く蓄積していた。また宮城、福島、鹿児島の栽培地域によるCPDの蓄積量の違いに関しては、福島、鹿児島では、宮城県よりも高い傾向にあったが、福島と鹿児島では有意な差異は認められなかった。この結果は、サンプリング時の天候による影響と考えられた。収量調査に関しては、今年でもこれまでに得られている結果と同様に、コシヒカリと比較してSL-229では乾物重、1,000粒重、穂数の減少、さらには玄米サイズの減少が顕著に認められた。またさらに、鹿児島県の収量は、宮城、福島と比較して低いことも分かった。以上の結果から、今日の自然光環境下においても、太陽紫外線はイネの生育に影響を及ぼしている可能性が強く示唆された。
(2)CPD光回復酵素組換え体イネを用いた環境影響評価 これまで生物多様性試験等を実施し準備を進めてきた、イネ・ササニシキのCPD光回復酵素遺伝子をイネ・ササニシキに導入し、高い紫外線抵抗性を獲得した組換えイネを用いた隔離圃場での野外環境試験の実施が、11月2日付けで承認された。それに伴い、隔離圃場近隣の住民を対象にした住民説明会を実施し、住民の理解を求めるとともに、隔離圃場の整備を行った。

報告書

(3件)
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2010 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 13件) 学会発表 (22件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] UV-B induced stress responses in three rice cultivars2010

    • 著者名/発表者名
      Fedina I.
    • 雑誌名

      Biologia Plantarum (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-induced activation of class II cyclobutane pyrimidine dimer photolyase2010

    • 著者名/発表者名
      Okafuji A.
    • 雑誌名

      DNA Repair (in press)

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of flavonol distribution in the abaxial epidermis of onion scales via detection of its autofluorescence in the absence of chemical processes2009

    • 著者名/発表者名
      Sudo E
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 73

      ページ: 2107-2109

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Betsy and photolyase2009

    • 著者名/発表者名
      Hidema J.
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space 23

      ページ: 221-222

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temperature-Sensitive Photoreactivation of Cyclobutane Thymine Dimer in Soybean2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Radiation Research 49

      ページ: 189-196

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UVB sensitivity and cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase genotvnes in cultivated and wild rice snecies2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwamatsu
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology Sciences 7

      ページ: 311-320

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The native cyclobutane pyrimidine dimer photolyase of rice is phosnhorvated2008

    • 著者名/発表者名
      M. Teranishi
    • 雑誌名

      Plant Physiology 146

      ページ: 1941-1951

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 総説「イネのピリミジン二量体光回復酵素のリン酸化修飾」2008

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳
    • 雑誌名

      放射線生物研究 43

      ページ: 304-314

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 総説「高等植物への太陽紫外線影響の現在と未来-イネの紫外線防御機構」2008

    • 著者名/発表者名
      山岸朋香
    • 雑誌名

      太陽紫外線防御委員会学術報告書 18

      ページ: 37-42

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Temperature-Sensitive Photoreactivation of Cyclobutane Thymine Dimer in Soybean.2008

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto
    • 雑誌名

      J. Radiation Research. 49

      ページ: 189-196

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] UVB sensitivity and cyclobutane pyrimidine dimer (CPD) photolyase genotypes in cultivated and wild rice species.2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Iwamatsu
    • 雑誌名

      Photochemistry and Photobiology Sciences 7

      ページ: 311-320

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The native cyclobutane pyrimidine dimer photolyase of rice is phosphoryated.2008

    • 著者名/発表者名
      M. Teranishi
    • 雑誌名

      Plant Physiology 146

      ページ: 1941-1951

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increase in CPD photolyase activity functions effectively to prevent growth inhibition caused by UVB radiation.2007

    • 著者名/発表者名
      J. Hidema
    • 雑誌名

      The Plant Journal 50

      ページ: 70-79

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biochemical and biological properties of DNA photolyases derived from ultraviolet-sensitive rice cultivars.2007

    • 著者名/発表者名
      A. Yamamoto
    • 雑誌名

      Genes Genet. Syst. 82

      ページ: 311-319

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] CPD photolyase functions in all DNA-containing organelles in rice2010

    • 著者名/発表者名
      Hidema J.
    • 学会等名
      2^<nd> Plant DNA Repair and Recombination 2010
    • 発表場所
      Asilomar Conference Center, CA, USA.
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CPD photolyase of rice is phosphorylated2010

    • 著者名/発表者名
      Teranishi M.
    • 学会等名
      2^<nd> Plant DNA Repair and Recombination 2010
    • 発表場所
      Asilomar Conference Center, CA, USA.
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素の核・ミトコンドリア移行シグナル配列に関する解析2010

    • 著者名/発表者名
      高橋さやか
    • 学会等名
      第51回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      熊本大学(熊本)
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] CPD photolyase repairs ultraviolet-B-induced CPDs in all DNA-containing organelles in plant2009

    • 著者名/発表者名
      Hidema J.
    • 学会等名
      Memorial Symposium for 25^<th> international Prize for Biology
    • 発表場所
      Kyoto Univ.(Kyoto) Japan
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 植物種におけるCPD光回復酵素のリン酸化修飾の違いに関する解析2009

    • 著者名/発表者名
      中村憲太郎
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 太陽紫外線がイネの生育・収量に及ぼす影響評価 : 宮城・鹿児島での野外環境試験2009

    • 著者名/発表者名
      山岸朋香
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム誘発UVB耐性変異体イネの解析2009

    • 著者名/発表者名
      高野成央
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 光回復酵素遺伝子を利用したUVB耐性イネの作出とその利用2008

    • 著者名/発表者名
      日出間純
    • 学会等名
      第5回東北大学バイオサイエンスシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素の機能にリン酸化修飾が及ぼす影響に関する解析2008

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳
    • 学会等名
      第5回東北大学バイオサイエンスシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イオンビーム誘発UVB耐性イネ変異体のアレイCGH法による変異遺伝子の解析2008

    • 著者名/発表者名
      高野成央
    • 学会等名
      第5回東北大学バイオサイエンスシンポジウム
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2008-05-19
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 高等植物への太陽紫外線影響の現在と近未来-イネの紫外線防御機構2008

    • 著者名/発表者名
      日出間 純
    • 学会等名
      太陽紫外線防御研究委員会第18回シンポジウム
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2008-03-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Sensitivity of Rice to Ultraviolet-B Radiation-Increase in CPD Photolyase Activity Functions Effectively to Prevent Growth Inhibition2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hidema
    • 学会等名
      Tohoku University Workshop in San Francisco, USA
    • 発表場所
      UCR, San Francisco, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 太陽紫外線がイネの生育・収量に及ぼす影響評価に関する宮城・鹿児島での野外環境試験2008

    • 著者名/発表者名
      日出間純
    • 学会等名
      第51回日本放射線影響学会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素のリン酸化修飾が酵素機能に与える影響に関する解析2008

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳
    • 学会等名
      第51回日本放射線影響学会
    • 発表場所
      北九州
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] CPD ohotolvase in rice olant2008

    • 著者名/発表者名
      J. Hidema
    • 学会等名
      4th Asia Oceania Conference on Photobiology
    • 発表場所
      Varanasi, India
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 太陽紫外線がイネの生育・収量に及ぼす影響評価に関する野外環境試験-部分置換系統を用いた解析2008

    • 著者名/発表者名
      日出間 純
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 栽培・野生イネのUVB感受性とCPD光回復酵素の解析2008

    • 著者名/発表者名
      岩松 優
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イネにおけるCPD光回復酵素の細胞内局在2008

    • 著者名/発表者名
      高橋 正明
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] イネCPD光回復酵素のリン酸化修飾が活性に与える影響について2008

    • 著者名/発表者名
      中村 憲太郎
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 環境紫外線の植物への影響2007

    • 著者名/発表者名
      日出間 純
    • 学会等名
      環境紫外線の生物影響シンポジウム
    • 発表場所
      岡崎
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] CPD光回復酵素活性を増加させることで、イネはUVB耐性を獲得する2007

    • 著者名/発表者名
      日出間 純
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第50回大会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 太陽紫外線がイネの生育・収量に及ぼす影響に関する野外環境試験2007

    • 著者名/発表者名
      山岸 朋香
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第50回大会
    • 発表場所
      千葉
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/rinkai/home_j.html

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ige.tohoku.ac.jp/rinkai/home_j.html

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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