イネのカスパリー線へのスベリン供給を調節する膜輸送体・転写因子の機能解明

• 研究課題/領域番号: 23380004
• 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: 育種学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中園 幹生 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (70282697)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 19,370千円 (直接経費: 14,900千円、間接経費: 4,470千円); 2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
• キーワード: イネ / カスパリー線 / スベリン / ABCトランスポーター

研究概要

本研究では、イネのABCトランスポーターのRCN1が、カスパリー線やスベリンラメラの形成に関わるかどうかを調査し、さらにスベリン合成・輸送系遺伝子の発現を制御する転写因子を同定することで、カスパリー線やスベリンラメラへのスベリン供給メカニズムを明らかにすることを目指した。rcn1変異体を用いて根におけるカスパリー線やスベリンラメラの形成を調べたところ、両方とも野生型と比べ形成が阻害されており、RCN1タンパク質はカスパリー線やスベリンラメラの形成を通してアポプラスティックバリアの形成に重要であることを確認した。また、カスパリー線およびスベリンラメラの形成を調節する転写因子の候補を同定した。

研究成果

• [雑誌論文] Rice alcohol dehydrogenase 1 promotes survival and has a major impact on carbohydrate metabolism in the embryo and endosperm when seeds are germinated in partially oxygenated water (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., Greenway, H., Matsumura, H., T sutsumi N. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 113 ページ: 851-859
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strigolactone and cytokinin act antagonistically in regulating rice mesocotyl elongation in darkness (2014)
  • 著者名/発表者名: Hu, Z., Y amauchi, T ., Y ang, J., Jikumaru, Y ., T suchida-Mayama, T ., Ichikawa, H., T akamure, I., Nagamura, Y ., T sutsumi, N., Y amaguchi, S., Kyozuka J. and Nakazono, M.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 55 ページ: 30-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ethylene and reactive oxygen species are involved in root aerenchyma formation and adaptation of wheat seedlings to oxygen-deficient conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T ., Watanabe, K., Fukazawa, A., Mori, H., Abe, F ., Kawaguchi, K., Oyanagi, A. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: 65 ページ: 261-273
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of organic acids on formation of the barrier to radial oxygen loss in roots of Hordeum marinum (2014)
  • 著者名/発表者名: Kotula, L., Colmer, T .D. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Functional Plant Biology 巻: 41 ページ: 187-202
  • 査読あり
• [雑誌論文] Does suberin accumulation in plant roots contribute to waterlogging tolerance? (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, K., Nishiuchi, S., Kulichikhin, K. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 4 ページ: 178-178
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aerenchyma formation in crop species : a review (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T ., Shimamura, S., Nakazono, M. and Mochizuki, T
  • 雑誌名: Field Crops Research 巻: 152 ページ: 8-16
  • 査読あり
• [雑誌論文] Screening of candidate genes associated with constitutive aerenchyma formation in adventitious roots of the teosinte Zea nicaraguensis (2012)
  • 著者名/発表者名: Abiko, T ., Obara, M., Abe, F ., Kawaguchi, K., Oyanagi, A., Y amauchi, T . and Nakazono, M
  • 雑誌名: Plant Root 巻: 6 ページ: 19-27
  • NAID: 130002077479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced formation of aerenchyma and induction of a barrier to radial oxygen loss in adventitious roots of Zea nica r a guensis contribute to its waterlogging tolerance as compared with maize (Zea ma y s ssp. ma y s). Plant (2012)
  • 著者名/発表者名: Abiko, T ., Kotula, L., Shiono, K., Malik, A.I., Colmer, T .D. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Cell & Environment 巻: 35 ページ: 1618-1630
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms for coping with submergence and waterlogging in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiuchi, S., Y amauchi, T ., T akahashi, H., Kotula, L. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Rice 巻: 5 ページ: 2-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced formation of aerenchyma and induction of a barrier to radial oxygen loss in adventitious roots of Zea nicaraguensis contribute to its waterlogging tolerance as compared with maize (Zea mays ssp.mays.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Abiko, T., Kotula, L., Shiono, K., Malik, A.I., Colmer, T.D., Nakazono, M.
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: (in press) 号: 9 ページ: 1618-1630
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2012.02513.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms for coping with submergence and waterlogging in rice (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishiuchi, S., Yamauchi, T., Takahashi, H., Kotula, L., Nakazono, M.
  • 雑誌名: Rice 巻: 5 号: 1 ページ: 2-2
  • DOI: 10.1186/1939-8433-5-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cell division and cell elongation in the coleoptile of rice alcohol dehydrogenase 1-deficient mutant are reduced under complete submergence (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, H., Saika, H., Matsumura, H., Nagamura, Y ., T sutsumi, N., Nishizawa, N.K. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 108 ページ: 253-261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of genes expressed in maize root cortical cells during lysigenous aerenchyma formation using laser microdissection and microarray analyses (2011)
  • 著者名/発表者名: Rajhi, I., Y amauchi, T ., T akahashi, H., Nishiuchi, S., Shiono, K., Watanabe, R., Mliki, A., Nagamura, Y ., T sutsumi, N., Nishizawa, N.K. and Nakazono, M
  • 雑誌名: New Phytologist 巻: 190 ページ: 351-368
  • 査読あり
• [雑誌論文] Contrasting dynamics of radial O2-loss barrier induction and aerenchyma formation in rice roots of two lengths (2011)
  • 著者名/発表者名: Shiono, K., Ogawa, S., Y amazaki, S., Isoda, H., Fujimura, T ., Nakazono, M. and Colmer, T .D
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 107 ページ: 89-99
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray analysis of laser-microdissected tissues indicates the biosynthesis of suberin in the outer part of roots during formation of a barrier to radial oxygen loss in rice (Oryzasativa)
  • 著者名/発表者名: Shiono, K., Y amauchi, T, Y amazaki, S., Mohanty, B., Malik, A.I., Nagamura, Y ., Nishizawa, N.K., T sutsumi, N., Colmer, T .D. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adventitious roots of wheat seedlings that emerge in oxygen-deficient conditions have increased root diameters with highly developed lysigenous aerenchyma
  • 著者名/発表者名: Yamauchi, T ., Abe, F ., Kawaguchi, K., Oyanagi, A. and Nakazono, M.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biochemical and molecular characterization of rice (OryzasativaL.) roots forming a barrier to radial oxygen loss
  • 著者名/発表者名: Kulichikhin, K., Y amauchi, T ., Watanabe, K. and Nakazono, M
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 巻: (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] Role of the NAC transcriptional factor OsNAC34 in formation of a barrier to radial oxygen loss in rice (2013)
  • 著者名/発表者名: Shunsaku Nishiuchi, Kohtaro Watanabe, Katsuhiro Shiono, Tomoko T suchida-Mayama, Nobutaka Mitsuda, Masaru Ohme-Takagi, Hiroaki Ichikawa, Mikio Nakazono
  • 学会等名: 11th conference of the International Society for Plant Anaerobiosis
  • 発表場所: Los Banos, Philippines
• [学会発表] イネの根のスベリンラメラ形成過程に発現するCYP86 遺伝子およびGPAT 遺伝子の探索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邊宏太郎
  • 学会等名: 第123回 日本育種学会講演会
  • 発表場所: 東京農業大学
• [学会発表] 嫌気条件下のイネの根におけるスベリン生合成関連遺伝子群の発現変動 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 宏太郎, 西内 俊策, 中園 幹生
  • 学会等名: 第20回育種学会中部地区談話会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-12-08
• [学会発表] NAM型転写因子OsNAC34のイネのスベリン生合成への関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西内 俊策, 渡邊 宏太郎, 塩野 克宏, 槌田(間山) 智子, 光田 展隆, 高木 優, 市川 裕章, 中園 幹生
  • 学会等名: 第122回日本育種学会講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 嫌気条件下のイネの根におけるスベリン生合成関連遺伝子群の発現解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊 宏太郎, 西内 俊策, 中園 幹生
  • 学会等名: 第121回日本育種学会講演会
  • 発表場所: 宇都宮
• [学会発表] NAM型転写因子OsNAC34のイネのスベリン生合成への関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西内俊策
  • 学会等名: 第122回 日本育種学会講演会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都）
• [学会発表] イネの根におけるスベリン生合成関連遺伝子群の詳細な解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊宏太郎
  • 学会等名: 第122回 日本育種学会講演会
  • 発表場所: 京都産業大学（京都）
• [学会発表] Identification of an A TP-binding cassette (ABC) transporter that is required for formation of suberin lamellae and the apoplastic barrier at the hypodermis in rice (Oryzasativa) (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsuhiro Shiono, Miho Ando, Motoaki Nakamura, Y uichi Matsuo, Naoko Y asuno, Hirokazu T akahashi, Shunsaku Nishiuchi, Masaru Fujimoto, Hideki T akanashi, Kosala Ranathunge, Rochus Franke, Nobukazu Shitan, Naoko K Nishizawa, Itsuro T akamure, Nobuhiro T sutsumi, Lukas Schreiber , Kazufumi Y azaki, Mikio Nakazono, Kiyoaki Kato
  • 学会等名: The JSRR's 20th Anniversary Symposium-The Latest Frontiers of Root Research in Asia
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] イネのスベリン生合成経路に関与するNAM型転写因子の機能解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西内 俊策, 渡邊 宏太郎, 山内 卓樹, 高橋 宏和, 塩野 克宏, 槌田(間山) 智子, 光田 展隆, 高木 優, 市川 裕章, 中園 幹生
  • 学会等名: 第120回日本育種学会講演会
  • 発表場所: 福井