大気中NOxの植物バイタリゼーション制御遺伝子の決定と分子機構の理解

• 研究課題/領域番号: 21580403
• 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: 広島大学
• 研究代表者: 高橋 美佐 広島大学, 大学院・理学研究科, 助教 (10294513)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009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: シロイヌナズナ / 二酸化窒素 / トランスクリプトーム解析 / 植物バイタリゼーション / 生長促進 / 細胞拡大 / 共発現解析 / 核内倍加 / 窒素酸化物 / バイタリゼーション / 生育促進

研究概要

二酸化窒素がシグナル的に植物バイオマス、器官サイズを増加させるバイタリゼーション効果について研究した。器官サイズの増加は、細胞分裂ではなく、細胞拡大に起因することが分かった。トランスクリプトーム解析により抽出された遺伝子の逆遺伝学的解析から、原因遺伝子Vita1遺伝子を特定した。遺伝子発現量の経時変化において二酸化窒素存否で有意な差を示す6個の細胞拡大遺伝子の共発現遺伝子を公開データベースATTED IIを用いて研究した。

研究成果

• [雑誌論文] The reductive reaction mechanism of tobacco nitrite reductase derived from a combination of crystal structures and UV-Vis (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakano, M. Takahashi, A. Sakamoto, H. Morikawa, K. Katayanagi
  • 雑誌名: microspe ctroscopy. Proteins 巻: (in press) 号: 8 ページ: 2035-2045
  • DOI: 10.1002/prot.24094
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-function relationship of assimilatory nitrite reductases from the leaf and root of tobacco based on high-resolution structures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakano, M. Takahashi, A. Sakamoto, H. Morikawa, K. Katayanagi
  • 雑誌名: Protein Sci 巻: 21(3) 号: 3 ページ: 383-395
  • DOI: 10.1002/pro.2025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutants of Ficus pumila produced by ion beam irradiation with an improved ability to uptake and assimilate atmospheric nitrogen dioxide (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, S. Kohama, J. Shigeto, Y. Hase, A. Tanaka, H. Morikaw
  • 雑誌名: International Journal of Phytoremediation 巻: 1493 号: 1 ページ: 275-281
  • DOI: 10.1080/15226510701827085
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutants of Ficus pumila produced by ion beam irradiation with an improved ability to uptake and assimilate atmospheric nitrogen dioxide (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Takahashi, S.Kohama, J.Shigeto, Y.Hase, A.Tanaka, H.Morikawa
  • 雑誌名: International Journal of Phytoremediation 巻: 14 号: 3 ページ: 275-281
  • DOI: 10.1080/15226514.2011.604694
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prolonged exposure to atmospheric nitrogen dioxide increases fruit yield of tomato plants (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, A. Sakamoto, H. Ezura and H. Morikawa
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 28 号: 5 ページ: 485-487
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.11.0819a
  • NAID: 10030304072
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大気環境浄化における植物の可能性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐
  • 雑誌名: におい・かおり環境学会誌 巻: 42(1) ページ: 2-7
  • NAID: 130005142258
• [雑誌論文] Two-component high-affinity nitrate transport system in barley: Membrane localization, protein expression in roots and a direct protein-protein interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Ishikawa, Y. Ito, Y. Sato, Y. Fukaya, M. Takahashi, H. Morikawa, N. Ohtake, T. Ohyama, K. Sueyoshi
  • 雑誌名: Ｐｌａｎｔ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 巻: 26 号: 2 ページ: 197-205
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.26.197
  • NAID: 10025181823
  • ISSN: 1342-4580, 1347-6114
  • 査読あり
• [雑誌論文] 植物利用による環境浄化法.ファイトレメディエーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐
  • 雑誌名: ケミカルエンジニアリング 巻: 54(4) ページ: 18-21
• [雑誌論文] Two-component high-affinity nitrate transport system in barley : Membrane localization, protein expression in roots and a direct protein-prote in interaction (2009)
  • 著者名/発表者名: S.Ishikawa, Y.Ito, Y.Sato, Y.Fukaya, M.Takahashi, H.Morikawa, N.Ohtake, T.Ohyama, K.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 26 ページ: 197-205
  • 査読あり
• [学会発表] Endoreduplication Is Not Involved in Cell Expansion by Atmospheric Nitrogen Dioxide in Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、塚谷裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] Endoreduplication Is Not Involved in Cell Expansion by Atmospheric Nitrogen Dioxidein Arabidopsis thaliana(大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーションによる細胞拡大は核内倍加が原因ではない) (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、塚谷裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学、京都
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション作用による細胞拡大機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、塚谷裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東北大学・宮城県
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション作用による細胞拡大機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、塚谷裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション原因遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、柏原俊一、古橋孝将、坂本敦、森川弘道
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション原因遺伝子の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 柏原俊一, 古橋孝将, 坂本敦, 森川弘道
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本市
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物バイタリゼーション効果の原因遺伝子 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、柏原俊一、古橋孝将、坂本敦、江面浩、森川弘道
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会(仙台)大会
  • 発表場所: 東北大学、宮城県
• [学会発表] 大気中NOxの植物バイオマス増産効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 坂本敦, 江面浩, 森川弘道
  • 学会等名: 日本育種学会 第116回公演会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] 大気中NOxの植物成長促進作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐
  • 学会等名: 第50回大気環境学会大気環境学会植物分科会集会
  • 発表場所: 慶応大学、横浜
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 大気中NOxの植物成長促進作用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐
  • 学会等名: 第50回大気環境学会大気環境学会植物分科会集会
  • 発表場所: 横浜市
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] 大気中窒素酸化物の植物バイタイリゼーション効果(1)シロイヌナズナ (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 柏原俊一, 古橋孝将, 塚谷裕一, 坂本敦, 森川弘道
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会
  • 発表場所: 藤沢市
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] 大気中窒素酸化物の植物バイタリゼーション効果(2)トマトなど (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐, 坂本敦, 江面浩, 森川弘道
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会
  • 発表場所: 藤沢市
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] 高い環境浄化能を持つ新植物品種の創製 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐
  • 学会等名: 第13回放射線プロセスシンポジウム
  • 発表場所: 日本科学未来館、東京
• [学会発表] 大気中NOxの植物バイオマス増産効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、江面浩、森川弘道
  • 学会等名: 日本育種学会第116回公演会
  • 発表場所: 北海道大学、北海道
• [学会発表] 大気中窒素酸化物の植物バイタイリゼーション効果(1)シロイヌナズナ (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、柏原俊一、古橋孝将、塚谷裕一、坂本敦、森川弘道
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会
  • 発表場所: 日本大学、神奈川県
• [学会発表] 大気中窒素酸化物の植物バイタリゼーション効果(2)トマトなど (2009)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、江面浩、森川弘道
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会(藤沢)大会
  • 発表場所: 日本大学、神奈川県
• [図書] 植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術ー地球を救う超環境適合・自然調和型システムー (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、森川弘道
  • 総ページ数: 140150
  • 出版者: 株式会社シーエムシー出版
• [図書] 植物機能のポテンシャルを活かした環境保全・浄化技術-地球を救う超環境適合・自然調和型システム- (2011)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、森川弘道(分担)
  • 総ページ数: 261
  • 出版者: シーエムシー出版
• [産業財産権] 植物の生育促進方法及びこれをもちいて栽培された植物 (2011)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 産業財産権番号: 2011-107584
  • 出願年月日: 2011-05-12
• [産業財産権] オオイタビKNOX品種変異株識別用プライマー (2011)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 公開番号: 2011-058586
  • 出願年月日: 2011-03-16
• [産業財産権] 植物の生育促進方法及びこれをもちいて (2010)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 出願年月日: 2010-05-12
• [産業財産権] オオイタビKNOX品種変異株識別用プライマー (2010)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 出願年月日: 2010-03-17
• [産業財産権] NOxに応答して植物の生育を促進させる遺伝子の利用方法 (2010)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道、江面浩
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 出願年月日: 2010-12-13
  • 外国
• [産業財産権] NOxに応答して植物の生育を促進させる遺伝子の利用方 (2009)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道、江面浩
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 出願年月日: 2009-12-13
  • 外国
• [産業財産権] NOxに応答して植物の生育を促進させる遺伝子の利用方法 (2009)
  • 発明者名: 高橋美佐, 森川弘道, 江面浩
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 産業財産権番号: 2009-288518
  • 出願年月日: 2009-12-18
• [産業財産権] NOxに応答して植物の生育を促進させる遺伝子の利用方法 (2008)
  • 発明者名: 高橋美佐、森川弘道、江面浩
  • 権利者名: 国立大学法人広島大学
  • 出願年月日: 2008-12-18