大気中の二酸化窒素による植物バイタリゼーション原因遺伝子の共発現解析とその解明

• 研究課題/領域番号: 24580477
• 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: 環境農学
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 高橋 美佐 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10294513)
• 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: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: シロイヌナズナ / 二酸化窒素 / 植物バイタリゼーション / 生長促進 / 花成促進 / 共発現解析 / 環境シグナル / 細胞拡大

研究成果の概要

大気中に含まれる二酸化窒素(NO2)による植物成長分化の促進＝バイタリゼーションについて、原因遺伝子の一つであるVITA1および同遺伝子と協調的に発現する遺伝子についてシロイヌナズナを用いて研究した。第８葉の細胞動力学解析から、NO2処理は出葉期をNO2非処理区比で２日以上早めることが分かった。NO2は花成も促進するが、vita1変異体の解析からVITA1は花成阻害因子であることが分かった。タンパク質レベルの解析はVITA1の翻訳産物は２個存在することを示した。酵母ツーハイブリッド法は相互作用蛋白の存在を示唆した。マイクロアレイ解析は15個のVITA1共発現遺伝子の存在を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Kinematic evidence that atmospheric nitrogen dioxide increases the rates of cell proliferation and enlargement to stimulate leaf expansion in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, H. Morikawa
  • 雑誌名: Plant signaling & Behavior 巻: 10
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nitrogen dioxide accelerates flowering without changing the number of leaves at flowering in Arabidopsis thaliana (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, H. Morikawa
  • 雑誌名: Plant signaling & Behavior 巻: 9 号: 10 ページ: e970433-e970433
  • DOI: 10.4161/15592316.2014.970433
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nitrogen dioxide is a positive regulator of plant growth (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, H. Morikawa
  • 雑誌名: Plant signaling & Behavior 巻: 9 号: 2 ページ: e28033-e28033
  • DOI: 10.4161/psb.28033
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential responses of Arabidopsis thaliana accessions to atmospheric nitrogen dioxide at ambient concentrations (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, H. Morikawa
  • 雑誌名: Plant signaling & Behavior 巻: 9 号: 4 ページ: e28563-e28563
  • DOI: 10.4161/psb.28563
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progress and Problems in Producing Nitrogen Dioxide-Philic Plants (2013)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, Makiko Nakagawa, H. Morikawa
  • 雑誌名: Iranian Journal of Biotechnology 巻: 11 ページ: 145-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrogen dioxide regulates organ growth by controlling cell proliferation and enlargement in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., Furuhashi, T., Ishikawa, N., Horiguchi, G., Sakamoto, A., Tsukaya, H., Moikawa, H.
  • 雑誌名: New Phytol. 巻: 201 号: 4 ページ: 1304-1315
  • DOI: 10.1111/nph.12609
  • 査読あり
• [雑誌論文] X-Ray Crystal Structure of a Mutant Assimilatory Nitrite Reductase That Shows Sulfite Reductase-Like Activity (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Nakano, M. Takahashi, A. Sakamoto, H. Morikawa, K. Katayanagi
  • 雑誌名: Chemistry & Biodiversity 巻: 9 号: 9 ページ: 1989-1999
  • DOI: 10.1002/cbdv.201100442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Air-Pollutant-Philic Plants for Air Remediation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Takahashi, H. Morikawa
  • 雑誌名: Journal of Environmental Protection 巻: 3 号: 10 ページ: 1346-1346
  • DOI: 10.4236/jep.2012.310153
  • 査読あり
• [学会発表] シロイヌナズナにおけるバイオマス蓄積と花芽形成に対する二酸化窒素の効果 (2015)
  • 著者名/発表者名: 1. 高橋美佐、坂本敦、森川弘道
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物ホルモン様作用による細胞増殖and/or拡大に関与する遺伝子発現の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本 敦、塚谷 裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第５４回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学、岡山
• [学会発表] 二酸化窒素の植物バイタリゼーションの研究（４）細胞拡大と核内倍加との間に相関関係はなかった (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本敦、塚谷裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第３０回日本植物細胞分子生物学会（生駒）大会
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学、奈良
• [学会発表] 大気中二酸化窒素の植物成長調節作用に関与する遺伝子群
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐，坂本敦，塚谷裕一，森川弘道
  • 学会等名: 第３１回日本植物細胞分子生物学会（札幌）大会
  • 発表場所: 奈良先端技術大学院大学
• [学会発表] 大気中二酸化窒素は正の植物成長調節因子である
  • 著者名/発表者名: 高橋美佐、坂本 敦、塚谷 裕一、森川弘道
  • 学会等名: 第５５回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学