イネが持つ新規Ｒｕｂｉｓｃｏ小サブユニットＯｓＲｂｃＳ１の機能解析

• 研究課題/領域番号: 24580021
• 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: 作物学・雑草学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 深山 浩 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (60373255)
• 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: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012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: 光合成 / 炭素同化 / イネ / 遺伝子組換え / ルビスコ / 二酸化炭素 / 一次代謝 / 酵素 / 地球温暖化 / 酵素特性 / 炭素固定 / 多重遺伝子族 / 触媒速度 / 遺伝子工学 / Rubisco / RbcS

研究成果の概要

炭酸固定を担うRubiscoの小サブユニット遺伝子はイネにおいて５つある．そのうちOsRbcS1は他の４つとアミノ酸配列が大きく異なり，光合成器官の葉身で発現しないことがわかった．このOsRbcS1を葉身で高発現する形質転換イネを作出したところ，Rubiscoの触媒速度，CO2に対するミカエリス定数が増加した．また，OsRbcS1は葉鞘における非光合成組織で発現しており，実際にRubiscoに組込まれていることがわかった．OsRbcS1が組込まれたRubiscoの酵素特性は，今後の高CO2環境で有利と考えられることからイネの光合成能力の改良に有効である．

研究成果

• [雑誌論文] Small subunit of a cold-resistant plant, timothy, does not significantly alter the catalytic properties of Rubisco in transgenic rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fukayama H., Koga A., Hatanaka T., Misoo S,
  • 雑誌名: Photosynthesis Research 巻: 124 号: 1 ページ: 57-65
  • DOI: 10.1007/s11120-015-0085-1
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Unusual small subunit that is not expressed in photosynthetic cells alters the catalytic properties of Rubisco in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morita K., Hatanaka T., Misoo S., Fukayama H,
  • 雑誌名: Plant Physiology, 巻: 164 ページ: 69-79
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effect of free-air CO2 enrichment (FACE) and soil/water warming on leaf photosynthetic parameters in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Adachi M., Hasegawa T., Fukayama H., Tokida T., Sakai H., Matsunami T., Nakamura H., Sameshima R., Okada M.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 55 号: 2 ページ: 370-380
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unusual small subunit that is not expressed in photosynthetic cells alters the catalytic properties of Rubisco in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Morita K., Hatanaka T., Misoo S. and Fukayama H
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 164 号: 1 ページ: 69-79
  • DOI: 10.1104/pp.113.228015
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高CO2環境に適したRubiscoの導入によるイネの光合成能力の改良 (2013)
  • 著者名/発表者名: 深山浩
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 23 ページ: 24-32
  • 査読あり
• [学会発表] Functional analysis of Rubisco activase-like protein, OsRca2 in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林亜希子，畠中知子，三十尾修司，深山浩
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] C3植物のC4化：Rubiscoだけでも役に立つ？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 深山浩
  • 学会等名: 日本植物学会シンポジウム
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
  • 招待講演
• [学会発表] イネ高活性型Rubisco小サブユニット遺伝子OsRbcS1のオーソログの発現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田 耕一, 畠中 知子, 三十尾 修司, 深山 浩
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 愛媛大学（愛媛県）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-10
• [学会発表] イネ高活性型Rubisco小サブユニットOsRbcS1の機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田耕一，畠中知子，三十尾修司，深山浩
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 発表場所: 千葉大学西千葉キャンパス
• [学会発表] イネにおいて葉身で発現しない新規Rubisco小サブユニットOsRbcS1の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森田耕一，畠中知子，三十尾修司，深山浩
  • 学会等名: 日本作物学会講演会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス