死海の耐塩性ラン藻のナトリウムイオンおよびグリシンベタイン濃度の制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22310131
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用ゲノム科学
• 研究機関: 名城大学
• 研究代表者: 高倍 昭洋 名城大学, 総合研究所, 教授 (80097766)
• 研究分担者: 田中 義人 名城大学, 理工学部, 教授 (10247679)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2012年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2011年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2010年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
• キーワード: 耐塩性ラン藻 / グリシンベタイン / 塩ストレス / 環境 / 食糧 / 植物 / 遺伝子工学 / 浸透圧

研究概要

死海という高塩濃度のもとで生育するラン藻の塩ストレス適応機構をNa+イオン濃度と浸透圧調節に焦点を絞り明らかにした。その結果、このラン藻はF-typeのNa+-ATPaseをもつこと、紫外線カット物質を合成すること、PhoDというアルカリフォスファターゼやアミノ酸トランスポーター、浸透圧適合溶質ベタインの前駆体グリシンの供給が塩ストレス適応に重要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Identification and upregulation of biosynthetic genes required for accumulation of mycosporine-2-glycine under salt stress conditions in the halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica (2014)
  • 著者名/発表者名: Waditee-Sirisattha R, Kageyama H, Sopun W, Tanaka Y, Takabe T
  • 雑誌名: Appll Environ Microbiol 巻: 80 ページ: 1763-1769
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and functional analysis of putative vacuolar Ca^<2+>-transporters (CAXs and ACAs) in roots of salt tolerant and sensitive rice cultivars (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamada N, Theerawitaya C, Cha-um S, Kirdmane C, Takabe T
  • 雑誌名: Protoplasma 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and upregulation of biosynthetic genes required for accumulation of mycosporine-2-glycine under salt stress conditions in the halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica (2014)
  • 著者名/発表者名: R. Waditee-Sirisattha, H. Kageyama, W. Sopun, Y. Tanaka, T. Takabe
  • 雑誌名: AEM 巻: 80 号: 5 ページ: 1763-1769
  • DOI: 10.1128/aem.03729-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and functional analysis of putative vacuolar Ca2+-transporters (CAXs and ACAs) in roots of salt tolerant and sensitive rice cultivars (2014)
  • 著者名/発表者名: N. Yamada, C. Theerawitaya, S. Cha-um, C. Kirdmane, T. Takabe:
  • 雑誌名: Protoplasma 巻: 251 号: 5 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s00709-014-0615-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological, biochemical and molecular responses of the halophilic cyanobacterium Aphanothece halophytica to Pi-deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Tripathi K, Kageyama H, Takabe T, Rai AK
  • 雑誌名: Eur J Phycology 巻: 48 ページ: 461-473
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological features and growth characters of oil palm (Elaeis guineensis Jacq.) in response to reduced water-deficit and rewatering (2013)
  • 著者名/発表者名: Cha-um S, Yamada N, Takabe T, Kirdmanee C
  • 雑誌名: Aust J Crop Sci 巻: 7 ページ: 432-439
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of some carbohydrate metabolism-related genes, starch and soluble sugar contents, photosynthetic activities and yield attributes of two contrasting rice genotypes subjected to salt stress (2013)
  • 著者名/発表者名: Thanaphol Boriboonkaset, Cattarin Theerawitaya, Nana Yamada, Aussanee Pichakum, Kanyaratt Supaibulwatana, Suriyan Cha-um, Teruhiro Takabe, Chalermpol Kirdmanee
  • 雑誌名: Protoplasma 巻: 250 号: 5 ページ: 1157-1167
  • DOI: 10.1007/s00709-013-0496-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physiological, biochemical and molecular responses of the halophilic cyanobacterium Aphanothece halophytica to Pi-deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Tripathi, NK. Sharma, H. Kageyama, T. Takabe, AK. Rai
  • 雑誌名: Eur J Phycol 巻: 48 号: 4 ページ: 461-473
  • DOI: 10.1080/09670262.2013.859303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sodium-dependent uptake of glutamate by novel ApGltS enhanced growth under salt stress of halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica (2012)
  • 著者名/発表者名: Boonburapong B, Laloknam S, Yamada N, Incharoensakdi A, Takabe T
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 76 ページ: 1702-1707
  • NAID: 10031123175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anabaena sp. PCC7120 transformed with glycine methylation genes from Aphanothece halophytica synthesized glycine betaine showing increased tolerance to salt (2012)
  • 著者名/発表者名: Waditee-Sirisattha R, Singh M, Kageyama H, Sittipol D, Rai AK, Takabe T
  • 雑誌名: Arch Microbiol 巻: 194 ページ: 909-914
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of serine hydroxymethyltransferase from halotolerant cyanobacterium in Escherichia coli results in increased accumulation of choline precursors and enhanced salinity tolerance (2012)
  • 著者名/発表者名: Waditee-Sirisattha R, Sittipol D, Tanaka Y, Takabe T
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett 巻: 333 ページ: 46-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of serine hydroxymethyltransferase from halotolerant cyanobacterium in Escherichia coli results in increased accumulation of choline precursors and enhanced salinity tolerance (2012)
  • 著者名/発表者名: Rungaroon Waditee-Sirisattha, Daungjai Sittipol, Yoshito Tanaka, Teruhiro Takabe
  • 雑誌名: FEMS Microbiol Lett. 巻: 333 号: 1 ページ: 46-53
  • DOI: 10.1111/j.1574-6968.2012.02597.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Anabeana sp. PCC7120 transformed with glycine methylation genes from Aphanothece halophytica synthesized glycine betaine showing increased tolerance to salt (2012)
  • 著者名/発表者名: Rungaroon Waditee-Sirisattha, Meenakshi Singh, Hakuto Kageyama, Daungjai Sittipo, Ashwani K. Rai, Teruhiro Takabe
  • 雑誌名: Arch. Microbiol. 巻: 194 号: 11 ページ: 909-914
  • DOI: 10.1007/s00203-012-0824-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sodium-Dependent Uptake of Glutamate by Novel ApGltS Enhanced Growth under Salt Stress of Halotolerant Cyanobacterium <i>Aphanothece halophytica</i> (2012)
  • 著者名/発表者名: Boonburapong B, Laloknam S, Yamada N, Incharoensakdi A, Takabe T.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ， Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ａｎｄ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 巻: 76 号: 9 ページ: 1702-1707
  • DOI: 10.1271/bbb.120309
  • NAID: 130004137965
  • ISSN: 0916-8451, 1347-6947
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physio-Biochemical Responses of Oil Palm (<i>Elaeis guineensis</i> Jacq.) Seedlings to Mannitol- and Polyethylene Glycol-Induced Iso-Osmotic Stresses (2012)
  • 著者名/発表者名: Suriyan Cha-um, Teruhiro Takabe, Chalermpol Kirdmanee
  • 雑誌名: Plant Production Science 巻: 15 号: 2 ページ: 65-72
  • DOI: 10.1626/pps.15.65
  • NAID: 130004462263
  • ISSN: 1343-943X, 1349-1008
  • 査読あり
• [雑誌論文] An alkaline phosphatase/phosphodiesterase, PhoD, induced by salt stress and secreted out of the cells of Aphanothece halophytica, a halotolerant cyanobacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Kageyama H, Tripathi K, Rai AK, Cha-Um S, Waditee-Sirisattha R, Takabe T
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 77 ページ: 5178-5183
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Arabidopsis aminopeptidase LAP2 regulates plant growth, leaf longevity and stress response (2011)
  • 著者名/発表者名: Waditee-Sirisattha R, Shibato J, Rakwal R, Sirisattha S, Hattori A, Nakano T, Takabe T, Tsujimoto M
  • 雑誌名: New Phytol 巻: 191 ページ: 958-969
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression and substrate specificity of betaine/proline transporters suggest a novel choline transport mechanism in sugar beet (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada N, Sakakibara S, Tsutsumi K, Waditee R, Tanaka Y, Takabe T
  • 雑誌名: J Plant Physiol 巻: 168 ページ: 1609-1616
  • 査読あり
• [雑誌論文] (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamada N, Cha-Um S, Kageyama H, Promden W, Tanaka Y, Kirdmanee C, Takabe T
  • 雑誌名: Tree Physiol 巻: 31 ページ: 462-468
  • 査読あり
• [雑誌論文] alotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica contains an Na^+dependent F_1F_0-ATP synthase with a potential role in salt-stress tolerance (2011)
  • 著者名/発表者名: Soontharapirakkul K, Promden W, Yamada N, Kageyama H, Incharoensakdi A, Iwamoto-Kihara A, Takabe T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 10169-10176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Halotolerant Cyanobacterium Aphanothece halophytica Contains an Na^+-dependent F_1F_0-ATP Synthase with a Potential Role in Salt-Stress Tolerance (2011)
  • 著者名/発表者名: Soontharapirakkul K, Promden W, Yamada N, Kageyama H, Incharoensakdi A, Iwamoto-Kihara A, Takabe T
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 号: 12 ページ: 10169-10176
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.208892
  • 査読あり
• [雑誌論文] Halotolerant Cyanobacterium Aphanothece halophytica Contains an Na^+-dependent F_1F_0-ATP Synthase with a Potential Role in Salt-stress Tolerance. (2011)
  • 著者名/発表者名: Soontharapirakkul K, Promden W, Yamada N, Kageyama H, Incharoensakdi A, Iwamoto-Kihara A, Takabe T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 286 ページ: 10169-10176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glutamate 85 is involved in the sodium/proton exchange activity of the Escherichia coli ChaA. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukaya F, Tanaka K, Waditee R, Tanaka Y, Nakamura T, Takabe T.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem 巻: 74 ページ: 1116-1119
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coherent dynamics and ultrafast excited state relaxation of blue copper protein ; plastocyanin. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nagasawa Y, Fujita K, Katayama T, Ishibashi Y, Miyasaka H, Takabe T, Nagao S, Hirota S.
  • 雑誌名: Phys Chem Chem Phys 巻: 166 ページ: 6067-6075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion contents, relative electrolyte leakage, praline accumulation, photosynthetic abilities and growth characteristics of oil palm seedlings in response to salt stress. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suriyan Cha-um, T., Takabe, T., Kirdmanee C
  • 雑誌名: Pak.J.Boti. 巻: 42 ページ: 2191-2020
  • 査読あり
• [学会発表] 耐塩性シアノバクテリアにおけるマイコスポリン様アミノ酸合成経路の塩ストレス応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 景山伯春，Rungaroon WADITEE-SIRISATTHA，Warangkana SOPUN，田中義人，高倍昭洋
  • 学会等名: 第５５回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] シュガービートのセリン合成酵素遺伝子の塩ストレス応答 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中義人、山田奈々、柴田卓弥、高橋弘之、高倍鉄子、高倍昭洋
  • 学会等名: 第５５回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山
• [学会発表] Metabolic Engineering for Stress Tolerance in Cyanobacteria and Microalgae (2012)
  • 著者名/発表者名: Teruhiro Takabe
  • 学会等名: 2nd Asia-Oceania Algae Innovation Summit:“Algae for Sustainable Development
  • 発表場所: Bangkok, Thailand
  • 招待講演
• [学会発表] Role of F-type Na^+-ATPase for salt tolerance (2011)
  • 著者名/発表者名: Teruhiro Takabe
  • 学会等名: International Symposium on Green Biotechnology
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] Regulation of DMSPin Ulva (2011)
  • 著者名/発表者名: Shibata Ayumi, Minoru Fukaya, Hakuto Kageyama, Teruhiro Takabe
  • 学会等名: International Symposium on Green Biotechnology
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] Sodium Ion Homeostasis in Halotolerant Cyanobacterium---Toward Saline Green Biotechnology for Food, Energy, and Global Environment--- (2011)
  • 著者名/発表者名: Teruhiro Takabe
  • 学会等名: Royal Golden Jubilee Ph.D.Congress XII
  • 発表場所: Chonburi, Thailand
• [学会発表] シュガービートにおけるベタイン/プロリントランスポーターの組織特異的な発現とコリン輸送について (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田奈々、田中義人、高倍昭洋
  • 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] Metabolic Engineering of Osmoprotectant Glycine Betaine (2010)
  • 著者名/発表者名: Teruhiro Takabe
  • 学会等名: Special seminar of Directorate of Rice Research(ICAR)
  • 発表場所: Hyderabard India
  • 年月日: 2010-09-09
• [学会発表] Metabolic Engineering of Osmoprotectant Glycine Betaine---Toward Abiotic Stress Tolerant Plants for Food, Energy, and Global Environment--- (2010)
  • 著者名/発表者名: Teruhiro Takabe
  • 学会等名: Royal Golden Jubilee Ph.D.Congress XI
  • 発表場所: Chonburi, Thailand