水ストレス下のマメ科作物の窒素・糖・水の動態解析による乾燥耐性メカニズム

• 研究課題/領域番号: 23380013
• 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: 作物学・雑草学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 井上 眞理 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60091394)
• 研究分担者: 湯浅 高志 (湯淺 高志) 宮崎大学, 農学部, 教授 (40312269)
• 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: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2013年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
• キーワード: 転流 / オートファジー / 乾燥ストレス / ササゲ / ダイズ / 窒素 / 乾燥 / 糖 / 栄養転流 / 老化 / 糖転流

研究概要

マメ科作物の乾燥ストレス応答について、ササゲおよびダイズを対象に調べた。ササゲの生殖成長期の摘莢処理により、葉の老化が進行しなかったことは、子実肥大期のササゲでは、シンクからの栄養要求が引き金となることを示した。乾燥ストレスを感受すると、気孔閉鎖と光合成の停止、糖の子実への転流と葉の糖含量の低下、葉におけるオートファジーの誘導とタンパク質等の分解、アミノ酸異化酵素による窒素源の子実への転流というスキームで起こることを明らかにした。また、ダイズの葉にROSを処理すると、気孔閉鎖を伴わずに葉の含水率を維持した。このことから、ガラクチノール系の合成促進により、乾燥ストレスを軽減することが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Sucrose starvation signal mediates induction of autophagy- and amino acid catabolism-related genes in cowpea seedling (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., E. Noguchi, Y .Ishibashi,T . Yuasa, M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: A mer . J . Pla nt Sci 巻: 4 ページ: 647-653
• [雑誌論文] Regulation of soybean seed germination through ethylene production in response to reactive oxygen species (2013)
  • 著者名/発表者名: lshibashi, Y . Y . Koda, S-H Zheng,T . Yuasa, M.Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: Ann. Bot 巻: 111 ページ: 95-102
• [雑誌論文] Induction of a bZIP type transcription factor and amino acid catabolism-related genes in soybean seedling in response to starvation stress. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuasa, T., Nagasawa, K., Osanai, A., Kaneko, A., Tajima, D., Nang, MPSH., Ishibashi, Y. and Iwaya-Inoue, M.
  • 雑誌名: J. Bot. 巻: 2013 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1155/2013/935479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Starvation signal mediates induction of autophagy- and amino acid catabolism-related genes in cowpea seedling (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., E. Noguchi, Y. Ishibashi, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: American Journal of Plant Sciences 巻: 4 ページ: 647-653
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of soybean seed germination through ethylene production in response to reactive oxygen species (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi Y, Y. Koda, S. H. Zheng, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: Annals of Botany 巻: 111 ページ: 95-102
  • 査読あり
• [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, Y . Hashiguchi, E.Kurauchi, M. Imamura, Y . Ishibashi, S. Muranaka, T . Yuasa M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: Cryobiol. Cryotechnol 巻: 58
  • NAID: 110009457814
• [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., Y. Hashiguchi, E. Kurauchi, M. Imamura, Y. Ishibashi, S. Muranaka, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: Cryobiol. Cryotechnol. 巻: 58 ページ: 81-85
  • NAID: 110009457814
  • 査読あり
• [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] Ethylene signal mediates induction of GmA TG8i in soybean plants under starvation stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuda, M. Nang Myint Phyu Sin Htwe, K. Oshima, Y . Ishibashi, S-H Zheng, T . Yuasa, M. Iwaya-Inoue
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 75
  • 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 ., H. Y amaguchi, T . Yuasa, M. Iwaya-Inoue, S. Arima, SH. Zheng
  • 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] 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
• [学会発表] ダイズの莢形成とブラシノステロイドの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有吉優里, 石橋勇志, 長内克真, 糸山晴香, 有尾誠介, 湯浅高志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 鹿児島大学, 鹿児島市
  • 年月日: 2013-09-08
• [学会発表] ササゲの子実肥大期における葉の老化機構の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子彩実, 野口英里, 石橋勇志, 湯淺高志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 明治大学, 川崎市
  • 年月日: 2013-03-29
• [学会発表] 高等植物のオリゴ糖合成遺伝子発現による環境ストレス耐性獲得メカニズム (2013)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志, 山口春香, 中村純也, 石橋勇志, 井上眞理
  • 学会等名: 植物生理学会大会
  • 発表場所: 岡山大学, 岡山市
  • 年月日: 2013-03-21
• [学会発表] ダイズの莢形成とブラシノステロイドの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 有吉 優里, 石橋 勇志, 長内 克真, 糸山 晴香, 有尾 誠介, 湯浅 高志, 井上 眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 鹿児島大学（鹿児島市）
• [学会発表] Analysis of GmWRI1 regulating fatty acid synthetic genes during soybean development (2012)
  • 著者名/発表者名: Tajima, D., Y .Ishibashi, T .Yuasa, M. Iwaya-Inoue
  • 学会等名: International Joint Symposium between Japan and Korea
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] The role of sugar signals in autophagy during reproductive stages of cowpea (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., Y . Ishibashi, T . Y uasa, M. Iwaya-Inoue
  • 学会等名: International Joint Symposium between Japan and Korea
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2012-11-07
• [学会発表] オートファジーによる老化・栄養転流の調節メカニズム (2012)
  • 著者名/発表者名: 湯淺 高志, 金子彩実, Nang Myint Phyu Sin Htwe, , 石橋 勇志, 井上眞理
  • 学会等名: 園芸学会
  • 発表場所: 福井市, 福井県立大学
  • 年月日: 2012-09-22
• [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, 野口英里, 石橋 勇志, 湯淺 高志, 井上眞理
  • 学会等名: トランスポーター研究会九州部会
  • 発表場所: 福岡歯科大学, 福岡市
  • 年月日: 2012-09-01
• [学会発表] マメ科作物ササゲの乾燥に応答した花成調節の分子メカニ ズ ム の 解 析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 今村雅和, 金子彩実, 野口英里, 坂本貴浩, 内八重愛, 橋口祐也, 倉内英梨子, 有村恵, 石橋勇志, 湯淺高志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端大学, 奈良県
  • 年月日: 2012-08-03
• [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, 橋口裕也, 今村雅和, 倉内江梨子, 坂本貴浩, 湯淺高志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 東京農工大学, 府中市
  • 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, ほか
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 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, ほか
  • 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, 坂本貴浩, 内八重愛, 石橋勇志, 湯淺高志, 井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都産業大学, 京都市
  • 年月日: 2012-03-17
• [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, ほか
  • 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, ほか
  • 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] Leaf senescence of legume crops is regulated by sink-source balance and environmental stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, A., T .Sakamoto, A. Uchibae, Y . Ishibashi, T .Y uasa, M. Iwaya-Inoue
  • 学会等名: Crop Science Symposium in East Asia 2011
  • 発表場所: Fukuoka, JAPAN
  • 年月日: 2011-09-21
• [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
  • 発表場所: 九州大学, 福岡市
  • 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, ほか
  • 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(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-08
• [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, ほか
  • 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] 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, 橋口祐也, 倉内英梨子, 今村雅和, 石橋勇志, 村中聡, 湯浅高志, 井上眞理
  • 学会等名: 低温生物工学会
  • 発表場所: いわて県民情報交流センター, 盛岡市
  • 年月日: 2011-07-08
• [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, ほか
  • 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] マメ科作物ササゲの乾燥に応答した花成調節の分子メカニズムの解析
  • 著者名/発表者名: 今村雅和，金子彩実，野口英里，坂本貴浩，内八重愛，橋口祐也，倉内英梨子，有村恵，石橋勇志，湯淺高志，井上眞理
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 奈良先端大学
  • 招待講演
• [学会発表] オートファジーによる老化・栄養転流の調節メカニズム
  • 著者名/発表者名: 湯淺 高志，金子 彩実，Nang Myint Phyu Sing Twe，石橋 勇志，井上 眞理
  • 学会等名: 園芸学会
  • 発表場所: 福井県立大学
  • 招待講演
• [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
  • 著者名/発表者名: 金子彩実，野口英理，石橋勇志，湯淺高志，井上眞理
  • 学会等名: 第6回トランスポーター研究会
  • 発表場所: 福岡歯科大学
• [学会発表] 糖飢餓シグナルに応答したダイズのbZIP型転写因子とアミノ酸転流関連遺伝子の発現誘導
  • 著者名/発表者名: 金子彩実，長澤友里，田島大地，湯淺高志，石橋勇志，井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] The role of sgar signals in autophagy during reproductive stages of cowpea
  • 著者名/発表者名: Ayami Kaneko, Yushi Ishibashi, Takashi Yuasa and Mari Iwaya-Inoue
  • 学会等名: International Joint Symposium between Japan and Korea 2012
  • 発表場所: 韓国
• [図書] 環境ストレス下の食糧・エネルギー増産を目指した作物 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上眞理
  • 出版者: KITEC INFORMATION
• [備考]
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/sakumotsu/
• [備考] 九州大学農学研究院作物学研究室
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/sakumotsu/gakunai.html
• [備考]
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K001701/research.html