森林資源の供給と有効利用を目指した環境ストレス耐性樹種の創製

• 研究課題/領域番号: 20580360
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 荒川 圭太 北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (00241381)
• 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: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2008年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: バイオマス / 交雑ポプラ / 形質転換 / ラフィノース / 凍結ストレス耐性 / ガラクチノール合成酵素 / 凍結抵抗性 / 過冷却能 / デハィドリン

研究概要

本研究では、形質転換可能なモデル樹種の交雑ポプラ(Populus tremula×P.alba)に、ニホンカラマツ(Larix kaempferi)木部由来の冬季誘導性ガラクチノール合成遺伝子を導入し、ラフィノース合成による凍結ストレス耐性の向上を試みた。当該遺伝子発現によって緑葉、師部、木部の各組織でラフィノース含量が有意に増加したが、師部や木部の凍結抵抗性には明確な差は見られなかったものの、低温馴化した緑葉で凍結ストレス耐性に有意な差が見られた。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of supercooling-facilitating (anti-ice nucleation) activity of flavonol glycosides. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasuga J., Fukushi, Y., Kuwabara, C., Wang, D.H., Nishioka, A., Fujikawa E., Arakawa K., Fujikawa, S.
  • 雑誌名: Cryobiology 60 ページ: 240-243
  • NAID: 120002036092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Endoplasmic reticulum-localized small heat shock protein that accumulates in mulberry tree (Morus bombycis Koidz.) during seasonal cold acclimation is responsive to abscisic acid (2010)
  • 著者名/発表者名: Ukaji, N.
  • 雑誌名: Tree Physiology 巻: 130 ページ: 502-513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Xylem water-conducting patterns of 34 broadleaved evergreen trees in southern Japan (2010)
  • 著者名/発表者名: Umebayashi, T.
  • 雑誌名: Trees 巻: 24 ページ: 571-583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of supercooling-facilitating (anti-ice nucleation) activity of flavonol glycosides (2010)
  • 著者名/発表者名: Kasuga, J.
  • 雑誌名: Cryobiology 巻: 60 ページ: 240-243
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cryo-scanning electron microscopic study on freezing behaviors of tissue cells in dormant buds of larch (Larix kaempferi). (2009)
  • 著者名/発表者名: Endoh, K., Kasuga J., Arakawa K., Ito, T., Fujikawa S.
  • 雑誌名: Cryobiology 592 ページ: 214-222
  • 査読あり
• [雑誌論文] 樹木の凍結抵抗性 -凍らない水- (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤川清三, 春日純, 荒川圭太
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 55 ページ: 37-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] 樹木の凍結抵抗性-凍らない水- (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤川清三, 春日純, 荒川圭太
  • 雑誌名: 低温生物工学会誌 55 ページ: 37-41
• [雑誌論文] Improved cryopreservation by diluted vitrification solution with supercooling-facilitating flavonol glycoside. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kami D., Kasuga J., Arakawa K., Fujikawa S.
  • 雑誌名: Cryobiology 57 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep supercooling xylem parenchyma cells of katsura tree (Cercidiphyllum japonicum) contain flavonol glycosides exhibiting high anti-ice nucleation activity. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kasuga J., Hashidoko Y., Nishioka A., Yoshiba M., Arakawa K., Fujikawa S.
  • 雑誌名: Plant, Cell and Environment 31 ページ: 1335-1348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deep supercooling xylem paren chyma cells of katsura tree (Cercidiphyllum japonicum ) contain flavonol glycosides exhibiting high anti-ice nucleation activity (2008)
  • 著者名/発表者名: Kasuga J, Hashidoko Y, Nishioka A, Yoshiba M, Arakawa K, Fujikawa S
  • 雑誌名: Plant, Cell and Environment 31 ページ: 1335-1348
  • 査読あり
• [雑誌論文] Improved cryopreservation by diluted vitrification solution with supercooling-facilitating flavonol glycoside (2008)
  • 著者名/発表者名: Kami D, Kasuga J, Arakawa K, Fujikawa S
  • 雑誌名: Cryobiology 57 ページ: 242-245
  • 査読あり
• [雑誌論文] Long-and short-term freezing induce different types of injury in Arabidopsis thaliana leaf cells (2008)
  • 著者名/発表者名: Nagao M, Arakawa K, Takezawa D, Fujikawa S
  • 雑誌名: Planta 227 ページ: 477-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conducting pathways in north temperate deciduous broadleaved trees (2008)
  • 著者名/発表者名: Umebayashi T, Utsumi Y, Kozo. S, Inoue S, Fujikawa S, Arakawa K, Matsumura J, Oda K
  • 雑誌名: IAWA Journal 29 ページ: 247-263
  • 査読あり
• [雑誌論文] 凍結過程に存在する酸性物質が植物細胞の生存に及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲田秀俊, 藤川清三, 荒川圭太
  • 雑誌名: 日本冷凍空調学会論文集 25 ページ: 233-238
  • NAID: 10021169060
  • 査読あり
• [学会発表] 深過冷却するカラマツ木部由来の冬季誘導性タンパク質(LkDRP1、LkDRP2)に関する研究. (2011)
  • 著者名/発表者名: 能美彩香、森本和成、藤川清三,荒川圭太
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学農学部,京都市
  • 年月日: 2011-03-18
• [学会発表] 器官外凍結によって氷点下温度に適応するカラマツ冬芽の凍結適応機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学農学部(京都市)
• [学会発表] 針葉樹師部柔細胞の冬季構造特性について (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本絢平
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学農学部(京都市)
• [学会発表] 深過冷却するカラマツ木部由来の冬季誘導性タンパク質(LkDRP1、LkDRP2)に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 荒川圭太
  • 学会等名: 第61回日本木材学会大会
  • 発表場所: 京都大学農学部(京都市)
• [学会発表] 低温走査型電子顕微鏡(Cryo-SEM)による冬芽の凍結挙動観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太
  • 学会等名: 平成22年度貨本顕微鏡学会北海道支部学術講演会
  • 発表場所: 酪農学園大学(北海道江別市)
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] ハイブリッドアスペンの凍結抵抗性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 板羽貴史、砂留光利、上出奈央、佐野雄三、藤川清三、荒川圭太
  • 学会等名: 第42回日本木材学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター,札幌市
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] カラマツ(Larix kaempferi)木部柔細胞の過冷却能に関与する冬季誘導性タンパク質(LkDRP1及びLkDRP2)に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 能美彩香
  • 学会等名: 第42回日本木材学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] ハイブリッドアスペンの凍結抵抗性に関する研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 荒川圭太
  • 学会等名: 第42回日本木材学会北海道支部研究発表会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
  • 年月日: 2010-11-09
• [学会発表] Supercooling-facilitating (anti-ice nucleation) activity of phenolic compounds in solutions containing different types of ice nucleation substances. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara C., Fukushi Y., Wang D., Kasuga J, Arakawa K., Fujikawa S.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol, UK.
• [学会発表] Identification of Supercooling-facilitating (anti-ice nucleating) hydrolyzable tannins from xylem parenchyma cells in katsura tree (Cercidiphyllum japonicum). (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang D., Kasuga J., Kuwabara C., Fukushi Y., Arakawa K., Fujikawa S.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol, UK.
• [学会発表] Comparison of freezing behaviors between extracellular freezing and extraorgan freezing in dormant buds in trees. (2010)
  • 著者名/発表者名: Endoh K., Arakawa K., Fujikawa S.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol, UK.
• [学会発表] 過冷却促進(氷核形成阻害)物質の応用についての検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原慎子、王東暉、春日純、森若元太、遠藤圭太、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第55回低温生物工学会大会
  • 発表場所: 東京工業大学,横浜市
• [学会発表] Diversity of freezing adaptation mechanisms in tissue cells of Japanese white birch (2010)
  • 著者名/発表者名: Endoh, K.
  • 学会等名: International symposium on sap utilization
  • 発表場所: 美深町文化会館(北海道美深町)
• [学会発表] 過冷却促進(氷核形成阻害)物質の応用についての検討 (2010)
  • 著者名/発表者名: 桑原慎子
  • 学会等名: 第55回低温生物工学会大会
  • 発表場所: 東京工業大学(東京都)
• [学会発表] Supercooling-facilitating (anti-ice nucleation) activity of phenolic compounds in solutions containing different types of ice nucleation substances (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuwabara, C.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol Marriott Royal Hotel (Bristol, UK)
• [学会発表] Comparison of freezing behaviors between extracellular freezing and extraorgan freezing in dormant buds in trees (2010)
  • 著者名/発表者名: Endoh, K.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol Marriott Royal Hotel (Bristol, UK)
• [学会発表] Identification of supercooling-facilitating (anti-ice nucleating) hydrolyzable tannins from xylem parenchyma cells in katsura tree (Cercidiphyllum japonicum) (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang, D.
  • 学会等名: 47th Annual Meeting of the Society for Cryobiology
  • 発表場所: Bristol Marriott Royal Hotel (Bristol, UK)
• [学会発表] トドマツ針葉の凍結挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第60回日本木材学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
• [学会発表] Identification of new supercooling-facilitating(anti-ice nucleation)substances from deep supercooling xylem parenchyma cells in katsura tree (Cercidiphyllum japonicum) (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang, D, Fukushi, Y, Kasuga, J, Kuwabara, C, Arakawa, K, Fujikawa, S
  • 学会等名: 第60回日本木材学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
• [学会発表] カラマツ木部柔細胞の深過冷却能に関与する低温誘導性タンパク質(LkDRP1及びLkDRP2)の同定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 能美彩香, 森本和成, 藤川清三, 荒川圭太
  • 学会等名: 第60回日本木材学会大会
  • 発表場所: 宮崎市
• [学会発表] Study on winter-induced proteins involved in freezing resistance of xylem tissue of larch (2009)
  • 著者名/発表者名: Morimoto, K, Mori, H, Kasuga J, Fujikawa, S, Arakawa, K
  • 学会等名: CRYO 2009
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] Difference in supercooling-facilitating(anti-ice nucleation)activity among diverse kinds of flavonol glycosides (2009)
  • 著者名/発表者名: Kasuga, J, Nishioka, A, Kuwabara, C, Wang, D, Suzuki, Y, Fujikawa, E, Arakawa, K, Fukushi, Y, Arakawa, K, Fujikawa, S
  • 学会等名: CRYO 2009
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] カラマツ冬芽(長枝芽)の凍結挙動 (2009)
  • 著者名/発表者名: 遠藤圭太、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第59回日本木材学会大会
  • 発表場所: 長野県松本市
• [学会発表] 可溶性糖の増加によるブナ木部柔細胞の過冷却能の変化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 葭葉恵、春日純、藤川恵美子、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第59回日本木材学会大会
  • 発表場所: 長野県松本市
• [学会発表] カラマツ木部柔細胞の過冷却能に関与する低温誘導性蛋白質の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森本和成、森仁志、春日純、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第59回日本木材学会大会
  • 発表場所: 長野県松本市
• [学会発表] カラマツ木部柔細胞の過冷却能に関与する可溶性蛋白質の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森本和成、森仁志、春日純、荒川圭太、藤川清三
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛知県名古屋市
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/woosci/woobio/
• [備考]
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/woosci/woobio/
• [備考]
  • URL: http://www.agr.hokudai.ac.jp/woosci/woobio/