植物の乾燥ストレス応答における新規フィードバック制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24510312
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物分子科学
• 研究機関: 独立行政法人国際農林水産業研究センター
• 研究代表者: 藤田 泰成 独立行政法人国際農林水産業研究センター, 生物資源・利用領域, 主任研究員 (00446395)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2012年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 脱リン酸化酵素 / フィードバック制御 / 植物 / アブシシン酸 / ストレス応答 / プロテインキナーゼ / 環境適応 / シロイヌナズナ / 乾燥ストレス / ABA / 浸透圧ストレス / 遺伝子発現 / 脱リン酸化

研究成果の概要

シロイヌナズナの乾燥ストレス応答において鍵因子として働いているAREB/ABF型転写因子やタンパク質リン酸化酵素SnRK2を制御するグループA 脱リン酸化酵素2C（PP2C）に注目して研究を行った。グループA PP2CのうちABI1などのサブグループAa に属するPP2Cは、植物の生存に関わる基本的な機能を担っている一方で、HAIなどのサブグループAbに属するPP2Cは、ストレス時に特異的に機能し、重要な役割を果たしていることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Four Arabidopsis AREB/ABF transcription factors function predominantly in gene expression downstream of SnRK2 kinases in abscisic-acid signaling in response to osmotic stress (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuya Yoshida, Yasunari Fujita, Kyonoshin Maruyama, Junro Mogami, Daisuke Todaka, Kazuo Shinozaki & Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • 雑誌名: Plant Cell and Enviorment 巻: 38 号: 1 ページ: 35-49
  • DOI: 10.1111/pce.12351
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Two Distinct Families of Protein Kinases Are Required for Plant Growth under High External Mg2+ Concentrations in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Junro Mogami, Yasunari Fujita, Takuya Yoshida, Yoshifumi Tsukiori, Hirofumi Nakagami, Yuko Nomura, Toru Fujiwara, Sho Nishida, Shuichi Yanagisawa, Tetsuya Ishida, Fuminori Takahashi, Kyoko Morimoto, Satoshi Kidokoro, Junya Mizoi, Kazuo Shinozaki, Kazuko Yamaguchi-Shinozaki
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 167 号: 3 ページ: 1039-1057
  • DOI: 10.1104/pp.114.249870
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of the Promoter Region of an Arabidopsis Gene for 9-cis-Epoxycarotenoid Dioxygenase Involved in Dehydration-Inducible Transcription. (2013)
  • 著者名/発表者名: Behnam B, Iuchi S, Fujita M, Fujita Y, Takasaki H, Osakabe Y, Yamaguchi-Shinozaki K, Kobayashi M, Shinozaki K.
  • 雑誌名: DNA Res. 巻: 20(4) 号: 4 ページ: 315-24
  • DOI: 10.1093/dnares/dst012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pivotal role of the AREB/ABF-SnRK2 pathway in ABRE-mediated transcription in response to osmotic stress in plants. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Yoshida, T., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 147 号: 1 ページ: 15-27
  • DOI: 10.1111/j.1399-3054.2012.01635.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Overexpression of the ABA-dependent AREB1 transcription factor from Arabidopsis thaliana improves soybean tolerance to water-deficit. (2013)
  • 著者名/発表者名: Barbosa, E.G.G., Leite, J.P., Marin, S.R.R., Marinho, J.P., Carvalho, J.F.C., Fuganti-Pagliarini, R., Farias, J.R.B., Neumaier, N., et al.
  • 雑誌名: Plant Mol. Biol. Rep. 巻: 31 号: 3 ページ: 719-730
  • DOI: 10.1007/s11105-012-0541-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis AHP2, AHP3, and AHP5 histidine phosphotransfer proteins function as redundant negative regulators of drought stress response. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama R, Watanabe Y, Leyva-Gonzalez MA, Ha CV, Fujita Y, Tanaka M, Seki M, Yamaguchi-Shinozaki K, Shinozaki K, Herrera-Estrella L, Tran LS.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A. 巻: 110(12) 号: 12 ページ: 4840-5
  • DOI: 10.1073/pnas.1302265110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural variation in a polyamine transporter determines paraquat tolerance in Arabidopsis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, M., Fujita, Y., Iuchi, S., Yamada, K., Kobayashi, Y., Urano, K., Kobayashi, M., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K.
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acad. Sci. USA 巻: 109 号: 16 ページ: 6343-6347
  • DOI: 10.1073/pnas.1121406109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Purification, crystallization and preliminary X-ray analysis of OsAREB8 from rice, a member of the AREB/ABF family of bZIP transcription factors, in complex with its cognate DNA. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyazono, K., Koura, T., Kubota, K., Yoshida, T., Fujita, Y., Yamaguchi-Shinozaki, K., Tanokura, M.
  • 雑誌名: Acta Cryst. Sect. F 巻: 68 号: 4 ページ: 491-494
  • DOI: 10.1107/s1744309112009384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice phytochrome-interacting factor-like protein OsPIL1 functions as a key regulator of internode elongation and induces a morphological response to drought stress. (2012)
  • 著者名/発表者名: Todaka, D., Nakashima, K., Maruyama, K., Kidokoro, S., Osakabe, Y., Ito, Y., Matsukura, S., Fujita, Y., Yoshiwara, K., et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 109 号: 39 ページ: 15947-15952
  • DOI: 10.1073/pnas.1207324109
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナにおいてSnRK2およびそれらの相互作用因子SDB1プロテインキナーゼはMg2+感受性を調節している (2015)
  • 著者名/発表者名: 最上惇郎、藤田泰成、吉田拓也、月居佳史、中神弘史、野村有子、藤原徹、西田翔、柳澤修一、石田哲也、森本恭子、城所聡、溝井順哉、篠崎一雄、篠崎和子
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Four Arabidopsis AREB/ABF transcription factors predominantly regulate gene expression downstream of SnRK2 kinases in abscisic acid signaling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Fujita, Y., Maruyama, K., Mogami, J., Todaka, D., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 9th Tri National Arabidopsis Meeting 2014
  • 発表場所: Heidelberg, Germany
  • 年月日: 2014-09-24 – 2014-09-26
• [学会発表] Novel roles of subclass III SnRK2s and their interacting partners in modulating Mg2+-susceptibility in Arabidopsis (2014)
  • 著者名/発表者名: Mogami, J., Fujita, Y., Yoshida, T., Tsukiori, Y., Nakagami, H., Nomura, Y., Fujiwara, T., Nishida, S., Yanagisawa, S., Ishida, T., Morimoto, K., Kidokoro, S., Mizoi, J., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: Gordon Research Conference: Salt & Water Stress in Plants
  • 発表場所: Newry, USA
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-08
• [学会発表] シロイヌナズナの乾燥ストレス応答において負の制御因子として働くヒスチジンリン酸基転移タンパク質AHP2, AHP3, AHP5 の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: Nishiyama ,R.，Watanabe, Y.，Leyva-Gonzalez, M.，Ha, C.V.，Fujita, Y.，Tanaka, M.，Seki, M.，Yamaguchi-Shinozaki, K.，Shinozaki, K.，Herrera-Estrella, L.，Tran, L.-S.P.
  • 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] ダイズの環境ストレス応答に関わるDREB1 転写因子の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 城所聡、渡邉慶太郎、大堀鉄平、森脇崇、圓山恭之進、Nang Myint Phyu Sin Htwe、藤田泰成、溝井順哉、篠崎一雄、篠崎和子
  • 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] シロイヌナズナの4 個のAREB/ABF 転写因子が浸透圧ストレス時のアブシシン酸を介した遺伝子発現において中心的に機能している (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田拓也、藤田泰成、圓山恭之進、篠崎一雄、篠崎和子
  • 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] シロイヌナズナにおいてSnRK2 およびそれらの相互作用因子、SDB1 プロテインキナーゼが調節する新規な生理応答の発見 (2014)
  • 著者名/発表者名: 最上惇郎、藤田泰成、吉田拓也、月居佳史、中神弘史、野村有子、藤原徹、西田翔、柳澤修一、石田哲也、森本恭子、城所聡、溝井順哉、篠崎一雄、篠崎和子
  • 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] Identification of novel subclass III SnRK2-interacting proteins in Arabidopsis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Mogami, J., Fujita, Y., Kidokoro, S., Tsukiori, Y., Nakagami, H., Yanagisawa, S., Ishida, T., Mizoi, J., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 4th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] Promoter analysis of an Arabidopsis gene for 9-cis-epoxycartenoid dioxygenase-3 (AtNCED3) involved in dehydration-inducible transcription. (2013)
  • 著者名/発表者名: Behnam, B., Iuchi, S., Fujita, M., Fujita, Y., Yamaguchi-Shinozaki, K., Kobayashi, M., Shinozaki, K.
  • 学会等名: 24th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Sydney, Australia
• [学会発表] Functional analysis of ABF1 to reveal downstream transcription factors involved in SnRK2-mediated gene expression in ABA signalling. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Fujita, Y., Maruyama, K., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 7th EPSO Conference
  • 発表場所: Porto Heli, Greece
• [学会発表] 国際研究機関と連携した乾燥耐性分子育種技術の開発 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田泰成
  • 学会等名: 日本育種学会第124回講演会・第55回シンポジウム ワークショップ：気候変動に対応した21世紀育種戦略
  • 発表場所: 鹿児島
  • 招待講演
• [学会発表] A quartet of Arabidopsis AREB/ABF transcription factors play pivotal roles in gene expression via ABRE cis-elements in ABA signaling involved in drought stress tolerance. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Fujita, Y., Maruyama, K., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: Keystone Symposia: Plant Abiotic Stress and Sustainable Agriculture: Translating Basic Understanding to Food Production
  • 発表場所: Taos, USA
• [学会発表] Identification of subclass III SnRK2-interacting proteins in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Mogami, J., Fujita, Y., Kidokoro, S., Tsukiori, Y., Nakagami, H., Nomura, Y., Yanagisawa, S., Ishida, T., Mizoi, J., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
• [学会発表] ダイズの乾燥ストレス応答性転写因子GmAREB3の機能解析. (2013)
  • 著者名/発表者名: 月居佳史、藤田秦成、関田佐知子、Nang Myint Phyu Sin Htwe、吉田拓也、小平憲祐、城所聡、中島一雄、圓山恭之進、篠崎一雄、篠崎和子
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 植物ポリアミントランスポーターを介したパラコート輸送機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 藤田美紀、井内聖、山田晃嗣、藤田泰成、小林佑理子、小林正智、篠崎和子、篠崎一雄
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] イネの乾燥ストレス応答に関わる転写因子OsAREB8のX線結晶構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮園健一、小浦翼、薛友林、窪田恵子、吉田拓也、藤田泰成、篠崎和子、田之倉優
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] AREB/ABF-SnRK2 pathway plays a key role in response to osmotic stress in plants. (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Yoshida, T., Nakashima, K., Nang, M.P.S.H., Sekita, S., Fujita, M., Todaka, D., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] Functional analysis of a bZIP-type transcription factor, ABF1, in SnRK2-mediated ABA signaling under drought stress. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, T., Fujita, Y., Maruyama, K., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 23rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [学会発表] A rice PIF-like protein OsPIL1 functions as a key regulator of internode elongation and induces a morphological response to drought stress (2012)
  • 著者名/発表者名: Todaka, D., Nakashima, K., Maruyama, K., Kidokoro, S., Osakabe, Y., Ito, Y., Matsukura, S., Fujita, Y., Yoshiwara, K., et al.
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Identification of SnRK2-interacting proteins in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Mogami, J., Fujita, Y., Kidokoro, S., Tsukiori, Y., Nakagami, H., Nomura, Y., Yanagisawa, S., Ishida, T., Mizoi, J., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K.
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Natural variation in a polyamine transporter determines paraquat tolerance in Arabidopsis (2012)
  • 著者名/発表者名: Fujita, M., Fujita, Y., Iuchi, S., Yamada, K., Kobayashi, Y., Urano, K., Kobayashi, M., Yamaguchi-Shinozaki, K., Shinozaki, K.
  • 学会等名: 10th International Congress on Plant Molecular Biology
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Agrobacterium-mediated transformation of soybean variated, BR16, Gene 35S:AREB1, analysis by Southern blotting. (2012)
  • 著者名/発表者名: Girotto, L., Soldera, M.C.A., Marin, S.R.R., Kanamori, N., Fujita, Y., Yoshida, T., Marcelino-Guimarães, F.C., Yamaguchi-Shinozaki, K., Nepomuceno, A.L.
  • 学会等名: 6th the International Crop Science Congress
  • 発表場所: Bento Gonçalves, Brazil
• [図書] Book title: Climate change and plant abiotic stress tolerance 執筆を担当したのは、全40chapterのうち、Chapter 20: Role of abscisic acid signaling in drought tolerance and preharvest sprouting under climate change (2014)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Nakashima, K., Yoshida, T., Fujita, M., Shinozaki, K., Yamaguchi-Shinozaki, K. ( Tuteja, N., Gill, S.S. (eds.))
  • 出版者: Wiley Blackwell