オートファジー制御によるダイズ収量向上法の開発

• 研究課題/領域番号: 21658113
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 湯淺 高志 九州大学, 農学研究院, 准教授 (40312269)
• 研究分担者: 井上 眞理 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (60091394)
• 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: 3,150千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2009年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: オートファジー / 収量 / ダイズ / タンパク質分解 / 老化 / ATG / 青立ち / ササゲ / 栄養転流 / エチレン / 遺伝子発現 / ATG8 / ERF / EIN3

研究概要

植物においてオートファジーは細胞内タンパク質の非選択的分解とアミノ酸リサイクル,老化に働いており,栄養飢餓に応答してオートファジー関連遺伝子(ATG)が誘導されることが知られている.ダイズのオートファジー調節メカニズムを明らかにすることを目的にATG発現変動とエチレン応答について解析した.オートファゴソーム形成に関与するGmATG4とGmATG4,エチレン応答に関与するGmsACCS, GmERFFの発現変動を解析した.またGmATG8iとGmEins3のタンパク質レベルの変動をイムノブロットにより調べた.子葉を切除したダイズ幼植物を富栄養培地で前培養したのち, 1)富栄養処理、2)飢餓処理(+プロテアーゼ阻害剤),を行った,富栄養処理ではATG遺伝子およびエチレン応答遺伝子の発現レベルはほとんど変動しなかった。飢餓処理+プロテアーゼ阻害剤ではGmATG8i, GmATG4, GmACCSとの発現レベルは増大した.飢餓処理ではGmATG8iとGmEins3タンパク質レベルも増大した.以上の観察から飢餓処理とあわせてプロテアーゼ阻害剤によるアミノ酸リサイクルの低下がGmATG8iの発現調節に関与すること,飢餓ストレスに応答してエチレン合成の促進とエチレン応答シグナルの活性化がダイズATG関連遺伝子の発現調節に関与する可能性が示唆された.

研究成果

• [雑誌論文] Causative factors of decreasing flower number in cowpea under drought stress during flowering stage (2012)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, T., et al
  • 雑誌名: Cryobiology and Cryotechnology 巻: 57(2)(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive Oxygen Species are Involved in Gibberellin/Abscisic Acid Signaling in Barley Aleurone Cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, Y., et al
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leaf senescence of soybean at reproductive stage is associated with induction of autophagyrelated genes, GmATG8c, GmATG8i and GmATG4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nang MPSH, Yuasa T, Tanigawa H, Ishibashi Y, Okuda M, Zheng S-H, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Plant Prod. Sci 巻: 14 ページ: 141-147
• [雑誌論文] Ethylene signal mediates induction of GmATG8i in soybean plants under starvation stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Oshima K, Ishibashi Y, Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechno.Biochem 巻: 75 ページ: 1408-1412
  • NAID: 10029329676
• [雑誌論文] Hydrogen peroxide spraying alleviates drought stress in soybean plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi Y, Yamaguchi H Yuasa T, Iwaya-Inoue M, Arima S, Zheng S-H
  • 雑誌名: J. Plant Physiol 巻: 168 ページ: 1562-1567
• [雑誌論文] Leaf senescence of soybean at reproductive stage is associated with induction of autophagy-related genes, GmATG8c. GmATG8i and GmATG4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nang, M.P.S.H., et al
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 14(1) ページ: 141-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice homologs of inducer of CBF expression (OsICE) are involved in cold acclimation (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, J., et al
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 28(3) ページ: 303-309
  • 査読あり
• [雑誌論文] Activation of ADP-glucose Pyrophosphorylase Gene Promoters by a WRKY Transcription Factor, AtWRKY20, in Arabidopsis thaliana L. and Sweet Potato (Ipomoea batatas Lam.) (2011)
  • 著者名/発表者名: Nagata, T., et al
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: (accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethylene signal mediates induction of GmATG8i in soybean plants under starvation stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuda, M., et al
  • 雑誌名: Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry 巻: 75(7) ページ: 1408-1412
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of Pre-harvest Sprouting during Seed Maturation Using 1H-NMR (2011)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, M., et al
  • 雑誌名: Cryobiol.Cryotechnol 巻: 57(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen peroxide spraying alleviates drought stress in soybean plants. (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, Y., et al.
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Leaf senescence of soybean at reproductive stage is associated with induction of autophagy-related genes, GmATG8c.GmATG8i and GmATG4. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nang, M.P.S.H., et al.
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 14(1) ページ: 141-147
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression profiting of autophagy and ethylenerelated genes. Proc (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Ishibashi Y, S-H Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M
  • 雑誌名: 7th International Joint Symp. Jpn. Korea 2010, 7 巻: 7 ページ: 150-154
• [雑誌論文] Silicon enhances growth independent of silica deposition in a low-silica rice mutant, lsi1 (2010)
  • 著者名/発表者名: Isa, M., et al.
  • 雑誌名: Plant Soil 27(in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chilling stress induce galactinol synthase(OsGolS1) in rice seedlings (2010)
  • 著者名/発表者名: Phan, T., et al.
  • 雑誌名: Cryobiol. Cryotechnol 55(accepted)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nutrient starvation differentially regulates GmATG8i in soybean seedlings (2009)
  • 著者名/発表者名: Nang MPSH, Tanigawa H, Ishibashi Y, Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol 巻: 26 ページ: 317-326
• [雑誌論文] A Function of flower stalk in droughtresistant of cowpea (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurauchi E, Imamura M, Hashiguchi Y, Sakamoto T, Ishibashi Y, Yuasa T, Iwaya Inoue M.
  • 雑誌名: Proc. Japan Korea Int. Symp ページ: 20-25
• [雑誌論文] Stress signaling in soybean seedling (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Minami V, Ishibashi Y, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Proc. Japan-Korea Mt. Symp ページ: 30-35
• [雑誌論文] Nutrient starvation differentially regulates GmATG8i in soybean seedlings (2009)
  • 著者名/発表者名: Nang, M.P.S.H., et al.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol 26 ページ: 317-326
  • 査読あり
• [雑誌論文] NADPH oxidases act as key enzyme on germination and seedling growth in barley(Hordeum vulgare L.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, Y., et al.
  • 雑誌名: Plant Pro.Sci 13 ページ: 45-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in NMR relaxation times of rice grains, kernel quality and physicochemical properties in relation to nucellar epidermis in heat-tolerant and -sensitive rice cultivars at the early ripening stage (2009)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, K., et al.
  • 雑誌名: Plant Pro.Sci 12 ページ: 185-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] CDPK1, a calcium-dependent protein kinase, regulates transcriptional activator RSG in response to gibberellins (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakata, M., et al.
  • 雑誌名: Plant Sign.Behav 4 ページ: 372-374
  • 査読あり
• [学会発表] 油料作物トウゴマ子実における貯蔵油脂合成関連遺伝子の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 東京都東京農工大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ササゲの乾燥ストレス下における糖転流に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石橋勇志, et al
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 東京都東京農工大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ダイズの子実肥大期の温度処理が収量に与える影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田島大地, et al
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 東京都東京農工大学
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] ササゲの子実肥大期における乾燥ストレスに伴う老化調節メカニズムの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 金子彩実, et al
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都府京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] ダイズ子実における脂質合成調節因子WRI1ホモログの遺伝子発現解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田島大地, et al
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都府京都産業大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] マメ類の葉の老化・栄養転流におけるオートファジーの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志・Nang Myint Phyu Sin Htwe・石橋勇志・井上眞理
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] イネICE (OsICE)ホモログを介した低温馴化機構の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村純也, et al
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 福岡県九州大学
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] マメ類の葉の老化・栄養転流におけるオートファジーの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 福岡県九州大学
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 登熟期における高温耐性水稲品種「元気つくし」の乾物動態および炭水化物供給能からみた生育特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮崎真行, et al
  • 学会等名: 日本作物学会九州支部会
  • 発表場所: 山口県山口大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] オオムギ種子の発芽機構における活性酸素の役割;GA/ABA代謝とNADPH oxidasesの関係 (2011)
  • 著者名/発表者名: 笠晋輔, et al
  • 学会等名: 日本作物学会九州支部会
  • 発表場所: 山口県山口大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] ダイズ子実における脂質貯蔵制御遺伝子の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田島大地, et al
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 山口県山口大学
  • 年月日: 2011-09-01
• [学会発表] 登熟期のダイズ子実における脂質貯蔵制御遺伝子の発現解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田島大地, et al
  • 学会等名: 日本作物学会九州支部会
  • 発表場所: 山口県山口大学
  • 年月日: 2011-08-25
• [学会発表] ダイズのオートファジー制御におけるエチレンシグナルの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, et al
  • 学会等名: ニガウリの会
  • 発表場所: 大阪府大阪市立大学
  • 年月日: 2011-07-17
• [学会発表] 開花期の乾燥ストレスによるササゲの花数減少の要因解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本貴浩, et al
  • 学会等名: 低温生物工学会
  • 発表場所: 岩手県いわて県民情報交流センター
  • 年月日: 2011-07-08
• [学会発表] 環境ストレスに応答したダイズのガラクチノール合成遺伝子発現とエチレンシグナル (2011)
  • 著者名/発表者名: 小島花織,奥田宗広,山口春香,石橋勇志,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 乾燥ストレス下のササゲの各器官における窒素動態の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 倉内英梨子,今村雅和,橋口祐也,坂本貴浩,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 植物の低温, 塩ストレス応答性転写因子ICE1(Inducer of CBF Expression)の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: 好塩微生物研究会
  • 発表場所: 帝塚山大学, 奈良県
  • 年月日: 2010-12-18
• [学会発表] トマトの温度ストレス応答とオリゴ糖合成調節メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: 九州支部育種談話会
  • 発表場所: 佐賀大学, 佐賀県
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] ダイズの栄養飢餓ストレスで誘導されるオートファジーとエチレンシグナル (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] 低温ストレスに応答したトマトMYC型転写因子ICE1(Inducer of CBF Expression)ホモログの活性化メカニズムの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 中部大学, 愛知県
  • 年月日: 2010-09-11
• [学会発表] ダイズ子実の登熟過程におけるエチレンおよびオートファジー関連遺伝子の発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 作物学会
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] トマトの低温応答性転写因子ICE1(Inducer of CBF Expression)ホモログと低温シグナル (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 東北大学, 宮城県
  • 年月日: 2010-09-02
• [学会発表] Tomato ICE1 (Inducer of CBF Expression 1) homolog is induced in response to chilling and salt stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, T., et.al.
  • 学会等名: 国際シンポジウム"Microalgal Biotechnology-Food Environment Energy-"
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂, 東京都
  • 年月日: 2010-05-31
• [学会発表] ダイズ子実の登熟過程におけるエチレンおよびオートファジー関連遺伝子の発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広・Nang Myint phyu Sin Htwe・石橋勇志・鄭紹輝・湯淺高志・井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] オオムギ種子胚における発芽とNADPHオキシダーゼの関係 (2010)
  • 著者名/発表者名: 笠普輔, ほか
  • 学会等名: 日本作物学会第229回講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] ダイズ子実の登熟過程におけるエチレンおよびオートファジー関連遺伝子の発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, ほか
  • 学会等名: 日本作物学会第229回講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] 低シリカ蓄積変異体イネ lsi1 におけるケイ酸処理による生長促進効果の解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, ほか
  • 学会等名: 日本作物学会第229回講演会
  • 発表場所: 宇都宮大学
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] ダイズの栄養飢餓ストレスで誘導されるオートファジーとエチレンシグナル (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, ほか
  • 学会等名: 第51回日本植物生理学会
  • 発表場所: 熊本大学
  • 年月日: 2010-03-20
• [学会発表] オートファジー制御による葉の老化調節とダイズ青立ち現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志
  • 学会等名: 第4回ダイズ研究会
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] オートファジー制御による葉の老化調節とダイズ青立ち現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, ほか
  • 学会等名: 第4回ダイズ研究会
  • 発表場所: 筑波農林ホール
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] Tomato ICE1(Inducer of CBF Expression 1) homolog and chilling stress signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: ナス科ゲノム国際シンポジウム2010-第6回JSOLシンポジウム-
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-03-13
• [学会発表] 環境ストレスと高等植物のガラクチノール合成酵素(GolS) の発現調節メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, ほか
  • 学会等名: 第46回好塩微生物研究会
  • 発表場所: 帝塚山大学
  • 年月日: 2009-12-19
• [学会発表] ダイズの飢餓応答および葉の老化におけるオートファジーの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広,小島花織,田島大地, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝.湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 第五回ミヤコグサ・ダイズシンポジウム
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] ダイズの飢餓応答および葉の老化におけるオートファジーの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, ほか
  • 学会等名: 第5回ミヤコグサ・ダイズシンポジウム
  • 発表場所: かずさアカデミーホール
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] オオムギ種子発芽におけるNADPH oxidase の役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石橋勇志, ほか
  • 学会等名: 日本作物学会第228回講演会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-09-30
• [学会発表] シロイヌナズナの転写因子AtWRKY20はADP-グルコースピロホスホリラーゼ大サブユニット遺伝子Apl3の転写活性を高める (2009)
  • 著者名/発表者名: 原大道, ほか
  • 学会等名: 日本作物学会第228回講演会
  • 発表場所: 静岡県コンベンションセンター
  • 年月日: 2009-09-29
• [学会発表] 温度ストレスとトマトのガラクチノール合成酵素遺伝子の調節メカニズム (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, ほか
  • 学会等名: 第27回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 日本大学
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] Chilling stress induces galactinol synthase(OsGolS1) in rice seedling (2009)
  • 著者名/発表者名: Phan, T, et al.
  • 学会等名: 第46回国際低温生物学会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2009-07-19
• [学会発表] Induction of tomato galactinol synthase(SlGolS2) in response to heat stress (2009)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, et al.
  • 学会等名: Plant Biology 2009
  • 発表場所: ハワイコンベンションセンター
  • 年月日: 2009-07-18
• [備考]
  • URL: http://bbs1.agr.kyushu-u,ac.jp/prweb2/bO2/
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K002684/research.html