気孔孔辺細胞における青色光シグナル伝達機構の解明

• 研究課題/領域番号: 20370021
• 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: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 木下 俊則 名古屋大学, 理学研究科, 教授 (50271101)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 19,110千円 (直接経費: 14,700千円、間接経費: 4,410千円); 2010年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2009年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2008年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
• キーワード: 気孔 / 青色光 / 細胞膜プロトンポンプ / アブシジン酸 / シロイヌナズナ / 気孔孔辺細胞 / 乾燥ストレス / フォトトロピン / オーキシン / リン酸化反応 / プロトンポンプ / リン酸化 / シグナル伝達

研究概要

植物の表皮に存在する気孔は、光合成に必要な二酸化炭素の取り込みや蒸散、酸素の放出を調節し、陸生植物の生存に必須の働きを担っている。しかしながら、気孔の開口や閉鎖がどのようなシグナル伝達を経て引き起こされているかは、未だ多くの部分が不明のままである。本研究では、青色光による気孔開口に着目して研究を進め、その分子機構の一端を明らかにした。また、この研究過程で気孔閉鎖との関連性、さらに閉鎖に関わる因子を発見し、その機能についても明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Immunohistochemical Detection of Blue Light-induced Phosphorylation of the Plasma Membrane H^+-ATPase in Stomatal Guard Cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayashi M, Inoue S, Takahashi K, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology in press
  • NAID: 10029712847
• [雑誌論文] Mg-chelatase H subunit affects ABA signaling in stomatal guard cells, but is not an ABA receptor in Arabidopsis thaliana. (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki T.Takahashi K.Inoue S.Okigaki Y.Tomiyama M.Hossain M.A. Shimazaki K.Murata Y.Kinoshita T.
  • 雑誌名: J.Plant Research in press
  • NAID: 10029315299
• [雑誌論文] Functional analyses of the activation loop of phototropin2 in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Matsushita T, Tomokiyo Y, Matsumoto M, Nakayama KI, Kinoshita T, Shimazaki K
  • 雑誌名: Plant Physiology in press
• [雑誌論文] New insights into the regulation of stomatal opening by blue light and the plasma membrane H+-ATPase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T. Hayashi Y.
  • 雑誌名: International Review of Cell and Molecular Biology in press
• [雑誌論文] Functional analyses of the activation loop of phototropin2 in Arabidopsis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Matsushita T, Tomoki yo Y, Matsumoto M, Nakayama KI, Kinoshita T, ShimazakiK
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the regulation of stomatal opening by blue light and the plasma membrane H^+-ATPase. (2011)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T, Hayashi Y
  • 雑誌名: International Review of Cell and Molecular Biology 巻: in press
• [雑誌論文] Biochemical characterization of in vitro phosphorylation and dephosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Takemiya A, Takahashi Y, Shimazaki K, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 51 ページ: 1186-1196
  • NAID: 10027350906
• [雑誌論文] Biochemical characterization of calcineurin B-like-interacting protein kinase in Vicia guard cells. (2010)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M, Harada A, Kinoshita T, Shimazaki K
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 51 ページ: 408-421
  • NAID: 10027347427
• [雑誌論文] Biochemical characterization of in vitro phosphorylation and dephosphorylation of the plasma membrane HtATPase. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Takemiya A, Takahashi Y, Shimazaki K, Kinoshita T.
  • 雑誌名: Plant&Cell Physiology 巻: 51 ページ: 186-1196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical Characterization of Calcineurin B-like-interacting protein kinase in Vicia guard cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Tominaga M, Harada A, Kinoshita T, Shimazaki K
  • 雑誌名: Plant & Cell Physiology 51 ページ: 408-421
  • NAID: 10027347427
  • 査読あり
• [雑誌論文] Blue light-induced autophoshporylation of phototropin is a primary step for signaling. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T, Matsumoto M, Nakayama K, Doi M, Shimazaki K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 105 ページ: 5626-5631
• [雑誌論文] Leaf positioning of Arabidopsis in response to blue light. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T, Takemiya A, Doi M, Shimazaki K.
  • 雑誌名: Molecular Plant 1 ページ: 15-26
• [雑誌論文] Blue light-induced autophoshporylation of phototropin is a primary step for signaling (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T, Matsumoto M, Nakayama K, Doi M, Shimazaki K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 ページ: 5626-5631
  • 査読あり
• [学会発表] Characterization of open-stomata mutant rtll exhibiting ABA-insensitive phenotvne in stomatal guard cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki T, Takahashi K, InoueS, Okigaki Y, Kinoshita T
  • 学会等名: 3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] Isolation and characterization of mutants exhibiting the low activity of the plasma membrane H^+-ATPase in Arabidopsis roots (2011)
  • 著者名/発表者名: Inoue S, Kinoshita T
  • 学会等名: 3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] 苔類ゼニゴケにおける細胞膜プロトンポンプの構造および機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥村将樹、井上晋一郎、高橋宏二、石崎公庸、河内孝之、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプの活性制御に関わるプロテインホスファターゼの同定に向けて (2011)
  • 著者名/発表者名: 林優紀、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtl1の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 都築 朋、 高橋宏二、 井上晋一郎、 沖垣友季子、 村田芳行、 島崎研一郎、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] シロイヌナズナの根において細胞膜プロトンポンプ活性が低下した突然変異株の単離 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 免疫組織染色による青色光に依存した孔辺細胞細胞膜H^+-ATPase のリン酸化の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] オーキシンによるシロイヌナズナ胚軸伸長促進機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋宏二、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtllの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 都築朋、高橋宏二、井上晋一郎、沖垣友季子、村田芳行、島崎研一郎、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] 免疫組織染色による青色光に依存した孔辺細胞細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化の検出 (2011)
  • 著者名/発表者名: 林真妃、井上晋一郎、高橋宏二、木下俊則
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会
  • 発表場所: 要旨集
  • 年月日: 2011-03-11
• [学会発表] Characterization of in vitro phosphorylation and dephosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase (2011)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T
  • 学会等名: 3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] Characterization of open-stomata mutant rtl1 exhibiting ABA-insensitive phenotype in stomatal guard cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Tsuzuki T, Takahashi K, Inoue S,, Okigaki Y, Kinoshita T
  • 学会等名: 3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] Isolation and characterization of mutants exhibiting the low activity of the plasma membrane H^-ATPase in Arabidopsis roots (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上晋一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 3rd Japan-China Joint Workshop on Plant Nutorition
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] Possible involvement of type 2C protein phosphatase to dephosphorylation of the Ht ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T.
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XV
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] アブシジン酸非感受性の新奇気孔開度変異体rtllの単離と表現型解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 都築朋、沖垣友季子、高橋宏二、木下俊則
  • 学会等名: 第74回日本植物学会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-09-10
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプの活性調節に関わるプロテインキナーゼ・ホスファターゼの生化学的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林優紀、中村英、武宮淳史、高橋洋平、島崎研一郎、木下俊則
  • 学会等名: 第74回日本植物学会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] In vitro phosphorylation and dephosphorylation of plasma membrane H^+-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T.
  • 学会等名: 21st International Conference on Arabisopsis Research
  • 発表場所: Yokohama, Japan
  • 年月日: 2010-06-08
• [学会発表] 葉の重量変動スクリーニングにより単離した気孔開度変異体ftd2の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 曽田翠, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 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)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプの in vitro リン酸化反応の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村英, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 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)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプの活性調節に関わる脱リン酸化反応の生化学的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林優紀, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 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)
  • 年月日: 2010-03-18
• [学会発表] Genetic analysis of regulation of the plasma membrane H ^+-ATPase in stomatal guard cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T, Ono N, Hayashi Y, Soda M, Nakamura S, Nakano T, Inoue S, Shimazaki K
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XV
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Possible involvement of type 2C protein phosphatase to dephosphorylation of the H^+-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Hayashi Y, Nakamura S, Kinoshita T
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XV
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Characterization of in vitro phosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakamura S, Hayashi Y, Kinoshita T
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XV
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] Genetic analysis of regulation of the plasma membrane HtATPase in stomatal guard cells (2010)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T, Ono N, Hayashi Y, Soda M, Nakamura S, Nakano T, Inoue S, Shimazaki K
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XV
  • 発表場所: Adelaide, Australia
• [学会発表] 青色光による気孔開口のシグナル伝達系の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 第82回日本生化学会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 青色光による気孔開口のシグナル伝達系の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 第82回日本生化学会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプのC末端リン酸化反応の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村英, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学 (山形市)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 細胞膜プロトンポンプの活性調節に関わる脱リン酸化反応の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林優紀, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学 (山形市)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 新奇気孔開度変異体ftd2の解析と気孔開口へのオーキシンの関与について (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽田翠, 高橋宏二, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物学会第73回大会
  • 発表場所: 山形大学 (山形市)
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 青色光により活性化される孔辺細胞の細胞膜H^+-ATPaseの脱リン酸化反応の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林優紀, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 第15回日本光生物学協会年会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 (岡崎市)
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] 気孔孔辺細胞において青色光により活性化される細胞膜H^+-ATPaseのリン酸化反応の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村英, 武宮淳史, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 第15回日本光生物学協会年会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 (岡崎市)
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] フォトトロピン2重変異体からの気孔開口の抑制因子変異体の単離 (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽田翠, 小野奈津子, 井上晋一郎, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 第15回日本光生物学協会年会
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 (岡崎市)
  • 年月日: 2009-08-20
• [学会発表] Isolation of the suppressor mutants of closed stomata phenotype in phot1 phot2 double mutant (2009)
  • 著者名/発表者名: T.Kinoshita, S.Morimoto, N.Ono, M.Soda, Y.Hayashi, S.Nakamura T.Nakano, S.Inoue, K.Shimazaki
  • 学会等名: Plant Biology 2009
  • 発表場所: Honolulu, USA
  • 年月日: 2009-07-19
• [学会発表] 気孔開度変異体scs1の原因遺伝子同定と機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則、森本小百合、小野奈津子、井上晋一郎、中野雄司、島崎研一郎
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 気孔開度変異体scslの原因遺伝子同定と機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則, 森本小百合, 小野奈津子, 井上晋一郎, 中野雄司, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 気孔が顕著に開口したftd2変異体の原因遺伝子の同定と表現型の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 曽田翠, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 細胞膜H+-ATPaseの活性調節に関わるプロテイン・ホスフアターゼの生化学的解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 林優紀, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 細胞膜H+-ATPaseの活性化に関わるリン酸化反応の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村英, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] Isolation of the suppressor mutants of closed stomata phenotype in phot1 phot2 double mutant (2009)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita T, Sayuri Morimoto, Natsuko Ono, Midori Soda, Yuhki Hayashi, Suguru Nakamura, Takeshi Nakano, Shin-ichiro Inoue, Ken-ichiro Shimazaki
  • 学会等名: Plant Biology
  • 発表場所: Honolulu, USA
• [学会発表] 新奇気孔開度変異体の単離と原因遺伝子の機能解析」植物の成長とストレス (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: ワークショップ
  • 発表場所: 倉敷
• [学会発表] 「シロイヌナズナの気孔開度変異体単離の試み」特定領域研-LOV 光受容体による植物の運動制御機構- (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 第2回若手ワークショップ
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Stomatal opening and regulation of the plasma membrane H^+-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 2008 Japan-Switzerland Workshop
  • 発表場所: Nara Japan
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] Storaatal opening and regulation of the plasma membrane H+-ATPase (2008)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Kinoshita
  • 学会等名: 2008 Japan-Switzerland Workshop
  • 発表場所: 奈良市
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] 青色光による気孔開口と細胞膜H+-ATPaseの活性調節機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則、島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第72回大会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 青色光による気孔開口と細胞膜H+-ATPaseの活性調節機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則, 島崎研一郎
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 葉の重量変動を指標にした気孔開度変異体の単離と原因遺伝子の同定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 曽田翠, 島崎研一郎, 木下俊則
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 高知大学
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 気孔孔辺細胞における青色光シグナル伝達系の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 第8回日本光合成公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2008-05-30
• [学会発表] 気孔孔辺細胞における青色光シグナル伝達系の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 学会等名: 第8回日本光合成公開シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2008-05-30
• [図書] 「第3章 光による制御」ベーシックマスター植物生理学(塩井祐三、井上弘、近藤矩朗共編) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 出版者: オーム社
• [図書] ベーシックマスター植物生理学(第3章「光による制御」60-81ページを執筆) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木下俊則
  • 総ページ数: 373
  • 出版者: オーム社
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.bio.nagoya-u.ac.jp/%7eplant4/plant4.html