葉の光合成機能維持に向けたRubisco分解機構の分子遺伝学的解析

• 研究課題/領域番号: 20780044
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 石田 宏幸 東北大学, 大学院・農学研究科, 准教授 (60312625)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• 研究課題ステータス: 完了 (2009年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2009年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2008年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: Rubisco / 老化 / オートファジー / 葉緑体 / 植物

研究概要

本研究では、光合成機能と栄養素のリサイクル機構の両面から植物の生長に深く関わる「老化葉におけるCO2固定酵素、Rubiscoの分解機構」について分子レベルで明らかにすることを目的とし、特に分子遺伝学解析に焦点を絞り、ストロミュール形成変異体やRubisco分解抑制変異体の選抜とそれらの原因遺伝子の同定を行い、研究基盤の整備を行った。またオートファジーによるRubisco分解機構についてメカニズムを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Biochemical changes associated with in vivo RbcL fragmentation by reactive oxygen species under chilling-light conditions. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakano, R., Ishida, H., Kobayashi, M., Makino, A., Mae, T.
  • 雑誌名: Plant Biol. 12 ページ: 35-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical changes associated with in vivo RbcL fragmentation by reactive oxygen species under chilling-light conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakano, R., Ishida, H., Kobayashi, M., Makino, A., Mae, T.
  • 雑誌名: Plant Biol. 12 ページ: 35-45
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts autophagy during senescence of individually darkened leaves. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada S., Ishida, H.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav. 4 ページ: 565-567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy of whole and partial chloroplasts in individually darkened leaves: a unique system in plants? (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H., Wada, S.
  • 雑誌名: Autophagy 5 ページ: 736-737
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy plays a role in chloroplast degradation during senescence in individually darkened leaves. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, S., Ishida, H., Izumi, M., Yoshimoto, K., Ohsumi, Y., Mae, T., Makino, A.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 149 ページ: 885-893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy of whole and partial chloroplasts in individually darkened leaves : a unique system in plants? (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H., Wada, S.
  • 雑誌名: Autophagy 5 ページ: 736-737
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts autophagy during senescence of individually darkened leaves (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada S., Ishida, H.
  • 雑誌名: Plant Signal Behav. 4 ページ: 565-567
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts are partially mobilized to the vacuole by autophagy. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H., Yoshimoto, K.
  • 雑誌名: Autophagy 4 ページ: 961-962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mobilization of Rubisco and stroma-localized fluorescent proteins of chloroplasts to the vacuole by an ATG gene-dependent autophagic process. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H., Yoshimoto, K., Izumi, M., Reisen, D., Yano, Y., Makino, A., Ohsumi, Y., Hanson, M.R., Mae, T.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 148 ページ: 142-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] 葉緑体タンパク質の分解とオートファジー (2008)
  • 著者名/発表者名: 石田宏幸、和田慎也
  • 雑誌名: 光合成研究 53 ページ: 89-94
• [雑誌論文] Rubisco and photosynthesis in cereal crops. (2008)
  • 著者名/発表者名: Makino, A., Ishida, H.
  • 雑誌名: Tohoku Journal of Agricultural Research. 58 ページ: 127-135
• [雑誌論文] Mobilization of Rubisco and stroma-localized fluorescent proteins of chloroplasts to the vacuole by an ATG gene-dependent autophagic process (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H., et.al.
  • 雑誌名: Plant Physiology 148 ページ: 142-155
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chloroplasts are partially mobilized to the vacuole by autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishida, H. and Yoshimoto, K.
  • 雑誌名: Autophagy 4 ページ: 961-962
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy plays a role in chloroplast degradation during senescence in individually darkened leaves (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, S., Ishida, H., et.al.
  • 雑誌名: Plant Physiology 149 ページ: 885-893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rubisco and photosynthesis in cereal crops (2008)
  • 著者名/発表者名: Makino, A. and Ishida, H.
  • 雑誌名: Tohoku Journal of Agricultural Research 58 ページ: 127-135
• [学会発表] シロイヌナズナ切離葉における栄養要因がRCBの形成に及ぼす影響の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉正範、石田宏幸、牧野周
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるデンプン代謝の変異がRCBの形成に及ぼす影響の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 泉正範、石田宏幸、牧野周
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] The role of autophagy in nutrient starvation and aging. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto, K., Ishida, H., Wada, S., Ohsumi, Y., Shirasu, K.
  • 学会等名: 5th International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] The analysis of factors affecting the creation of Rubisco-containing bodies(RCBs), a specific autophagic process for chloroplast degradation in plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Izumi, M., Ishida, H., Makino, A.
  • 学会等名: 5th International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] The chloroplast degradation in two different pathways in individually darkened leaves of Arabidopsis by autophagy. (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, S., Ishida, H., Yoshimoto, K., Ohsumi, Y., Makino, A.
  • 学会等名: 5th International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津
  • 年月日: 2009-09-24
• [学会発表] シロイヌナズナ切離葉における栄養要因がRCBの形成に及ぼす影響の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 泉正範、石田宏幸、牧野周
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] シロイヌナズナの切離葉におけるRCBの形成に影響を及ぼす要因の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 泉正範、石田宏幸、牧野周
  • 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] シロイヌナズナ個別暗処理葉におけるオートファジーに依存した葉緑体の分解 (2009)
  • 著者名/発表者名: 和田慎也、石田宏幸, 他
  • 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] The role of autophagy in nutrient starvation and aging (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshimoto, K., Ishida, H., et al
  • 学会等名: International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津プリンスホテル
• [学会発表] The analysis of factors affecting the creation of Rubisco-containing bodies(RCBs), a specific autophagic process for chloroplast degradation in plants (2009)
  • 著者名/発表者名: 泉正範, 石田宏幸, 牧野周
  • 学会等名: International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津プリンスホテル
• [学会発表] he chloroplast degradation in two different pathways in individually darkened leaves of Arabidopsis by autophagy (2009)
  • 著者名/発表者名: Wada, S., Ishida, H., et al
  • 学会等名: International Symposium on Autophagy
  • 発表場所: 大津プリンスホテル
• [学会発表] 膜小胞RCBを介した液胞におけるRubiscoの分解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 泉正範、石田宏幸、牧野周
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋市立大学
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] シロイヌナズナの個葉・個体暗処理による老化誘導とオートファジーによる葉緑体分解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田慎也、石田宏幸, 他
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋市立大学
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] シロイネナズナの個葉・個体暗処理による老化誘導とオートファジーによる葉緑体分解 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田慎也、石田宏幸、他
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 名古屋市立大学
  • 年月日: 2008-09-09