植物の環境適応・被食防衛に応答するカルシウム依存リン酸化・ユビキチン化制御機構

• 研究課題/領域番号: 21770042
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物分子生物・生理学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 有村 源一郎 京都大学, 理学研究科, 准教授 (60505329)
• 連携研究者: 澤崎 達也 愛媛大学, 無細胞生命科学工学研究センター, 准教授 (50314969)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2009年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: カルシウム / CPK / 食害応答 / シロイヌナズナ / 食害防御 / 高温ストレス

研究概要

食害や環境ストレスによって活性されるカルシウム依存性タンパク質リン酸化酵素(Calcium-Dependent Protein Kinase:CPK)とそれらの基質タンパク質に着目し、食害および高温ストレスに曝されたシロイヌナズナにおける遺伝子転写制御の分子機構の解明を試みた。CPK変異体を用いた解析等により、CPK3とCPK13による基質タンパク質(HsfB2a[転写因子]など)のリン酸化は防御遺伝子と熱ショック遺伝子の発現誘導において重要であり、これらのCPKはリン酸化する基質ターゲットを変化させ、様々なストレス環境下において多様な役割を担うことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Herbivore-induced maize volatiles serve as priming cues for resistance against post-attack by the specialist armyworm Mythimna separata (2011)
  • 著者名/発表者名: Ramadan A., Muroi A., Arimura G.
  • 雑誌名: Journal of Plant Interactions 巻: 6 ページ: 155-158
• [雑誌論文] Ca^<2+>-dependent protein kinases and their substrate HsfB2a are differently involved in the heat response signaling pathway in Arabidopsis. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamangala Kanchiswamy C., Muroi A., Maffei, M.E., Yoshioka T., Sawasaki T., Arimura G.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 27 ページ: 469-473
  • NAID: 10027702720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium and secondary CPK signaling in plants in response to herbivore attack. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Maffei M.E.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 400 ページ: 405-460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CPK3 plays extensive roles in various biological and environmental responses. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Sawasaki T.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 5 ページ: 1263-1265
• [雑誌論文] Acquired immunity to herbivory and allelopathy caused by airborne plant emissions. (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Shiojiri, K., Karban R.
  • 雑誌名: Phytochemistory 71 ページ: 1642-1649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Arabidopsis defense responses against Spodoptera littoralis by CPK mediated calcium signaling. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamangala Kanchiswamy C., 他14名、Arimura G.
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 10 ページ: 97-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ca^<2+>-dependent protein kinases and their substrate HsfB2a are differently involved in the heat response signaling pathway in Arabidopsis (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamangala Kanchiswamy C., Muroi A., Maffei, M.E., Yoshioka T., Sawasaki T., Arimura G.
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 27 ページ: 469-473
  • NAID: 10027702720
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of Arabidopsis defense responses against Spodoptera littoralis by CPK mediated calcium signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagamangala Kanchiswamy C., Takahashi, H.Quadro S., Maffei M.E., Bossi S., Bertea C., Atsbaha Zebelo S., Muroi A., Ishihama N., Yoshioka H., Boland W., Takabayashi J., Endo Y., Sawasaki T., Arimura G.
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 10 ページ: 97-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium and secondary CPK signaling in plants in response to herbivore attack (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Maffei M.E.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 400 ページ: 405-460
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis CPK3 plays extensive roles in various biological and environmental responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Sawasaki T.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 5 ページ: 1263-1265
• [雑誌論文] Acquired immunity to herbivory and allelopathy caused by airborne plant emissions (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Shiojiri K., Karban R.
  • 雑誌名: Phytochemistory 巻: 71 ページ: 1642-1649
  • 査読あり
• [雑誌論文] 動植物の相互作用に関わるHIPVの生合成と制御メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 雑誌名: Aroma Research 巻: 43 ページ: 218-223
• [雑誌論文] Polyamines and jasmonic acid induce plasma membrane poten tial variations in Lima bean (2010)
  • 著者名/発表者名: R.Ozawa, C.M.Bertea, M.Foti, R.Narayana, G.Arimura, A.Muroi, M.E.Maffei, J.Takabayashi
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior (掲載決定)
• [雑誌論文] Chemical and molecular ecology of herbivore-induced plant volatiles : proximate factors and their ultimate functions. (2009)
  • 著者名/発表者名: Arimura G., Matsui K., Takabayashi J.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 50 ページ: 911-923
  • NAID: 10027339979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chemical and molecular ecology of herbivore-induced plant volatiles : proximate factors and their ultimate functions (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Arimura, K.Matsui, J.Takabayashi
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 50 ページ: 911-923
  • NAID: 10027339979
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exogenous polyamines elicit herbivore-induced volatiles in Lima bean leaves : involvement of calcium, H_2O_2 and jasmonic acid (2009)
  • 著者名/発表者名: R.Ozawa, C.M.Bertea, M.Foti, R.Narayana, G.Arimura, A.Muroi, J.Horiuchi, T.Nishioka, M.E.Maffei, J.Takabayashi
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 50 ページ: 2183-2199
  • NAID: 10027345389
  • 査読あり
• [学会発表] 無細胞タンパク質合成系を用いた植物のカルシウム依存リン酸化制御機構の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 学会等名: 第5回無細胞生命科学研究会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] Regulation of Arabidopsis defense responses against Spodoptera littoralis by CPK-mediated calcium signaling (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura G.
  • 学会等名: Plant Biology 2010
  • 発表場所: モントリオール(カナダ)
• [学会発表] 植物の環境適応・被食防衛に応答するカルシウム依存リン酸化制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 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
• [学会発表] Metabolic engineering adding ocimene to the cocktail of the natural blend of herbivore-induced volatiles in torenia plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura, G
  • 学会等名: JSPS Core-to-Core Program Ecological interaction networks that promote biodiversity-From Gene to Ecosystem-
  • 発表場所: 京都大学(招待講演)
• [学会発表] Arabidopsis CPK3 plays extensive roles in various biological and environmental responses (2010)
  • 著者名/発表者名: Arimura, G.
  • 学会等名: The 4th International Symposium of the Biodiversity and Evolution Global COE project
  • 発表場所: 京都大学
• [学会発表] オシメン合成酵素遺伝子を恒常的に発現させた組換えトレニアの生態系相互作用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 学会等名: 第28回日本植物細胞分子生物学会大会
  • 発表場所: 東北大学
• [学会発表] 植物の環境適応・被食防衛に応答するカルシウム依存リン酸化制御機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 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
• [学会発表] Volatile biosynthesis in plants in response to herbivory (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Arimura
  • 学会等名: International Symposium on Ecological Volatiles
  • 発表場所: 東京大学
• [学会発表] Biosynthesis and function of plant terpenoids in terrestrial and aquatic ecosystems (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Arimura
  • 学会等名: The 3rd International Symposium of the Biodiversity and Evolution Global COE project "Adaptation to Land"
  • 発表場所: 京都市国際交流会館
• [学会発表] テルペン合成遺伝子を恒常的に発現させた遺伝子組換え植物の食害応答 (2009)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 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: 日本大学湘南キャンパス
• [学会発表] Biosynthesis, regulation and ecological significance of herbivore-induced plant volatiles (2009)
  • 著者名/発表者名: G.Arimura
  • 学会等名: Fifth Asia Pacific Conference on Chemical Ecology
  • 発表場所: アメリカ、ホノルル
• [図書] 植物らのコミュニケーション生き物たちのつづれ織り(第三巻)京都大学グローバルCOEプログラム生物の多様性と進化研究のための拠点形成-.ゲノムから生態系まで- (2010)
  • 著者名/発表者名: 有村源一郎
  • 出版者: (発行)
• [備考]
  • URL: http://www.ecology.kyoto-u.ac.jp/~garimura/top.html