順遺伝学的手法を用いた気孔葉緑体の機能解析及び発生メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 25891020
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 祢宜 淳太郎 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (70529099)
• 研究期間 (年度): 2013-08-30 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013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: 気孔 / 葉緑体 / CO2 / 環境応答 / シロイヌナズナ / 孔辺細胞 / オルガネラ

研究成果の概要

気孔は一対の孔辺細胞からなり、孔辺細胞には葉緑体が存在する。孔辺細胞における葉緑体の機能については諸説あるが、不明な点が多い。本研究において、孔辺細胞に特徴的な葉緑体の自家蛍光がほとんど観察されない変異体gles1をシロイヌナズナから単離した。gles1の気孔における環境応答を調べた結果、CO2及び光に対する応答性が著しく低下していた。また、gles1変異により、CO2によるS型陰イオンチャネルの活性制御が損なわれることがわかった。孔辺細胞に存在する葉緑体は光による開口応答のみならず、CO2による閉鎖メカニズムにおいても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] Natural variation in stomatal responses to environmental changes among Arabidopsis thaliana ecotypes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sho Takahashi*, Keina Monda* (*co-first author), Juntaro Negi, Fumitaka Konishi, Shinobu Ishikawa, Mimi Hashimoto-Sugimoto, Nobuharu Goto, Koh Iba
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 10(2) 号: 2 ページ: e0117449-e0117449
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117449
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] New Approaches to the Biology of Stomatal Guard Cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Negi, J., Hashimoto-Sugimoto, M., Kusumi, K. and Iba, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 号: 2 ページ: 241-250
  • DOI: 10.1093/pcp/pct145
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Dof Transcription Factor, SCAP1, Is Essential for the Development of Functional Stomata in Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Negi, J., Moriwaki, K., Konishi, M., Yokoyama, R., Nakano, T., Kusumi, K., Hashimoto-Sugimoto, M., Schroeder, J.I., Nishitani, K., Yanagisawa, S. and Iba, K.
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 23 号: 6 ページ: 479-484
  • DOI: 10.1016/j.cub.2013.02.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Munc13-like protein in Arabidopsis mediates H+-ATPase translocation that is essential for stomatal responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto-Sugimoto, M., Higaki, T., Yaeno, T., Nagami, A., Irie, M., Fujimi M., Miyamoto, M., Akita, K., Negi, J., Shirasu, K., Hasezawa, S. and Iba, K.
  • 雑誌名: Nature Commun. 巻: 4 号: 1 ページ: 2215-2215
  • DOI: 10.1038/ncomms3215
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An S-Type Anion Channel SLAC1 Is Involved in Cryptogein-Induced Ion Fluxes and Modulates Hypersensitive Responses in Tobacco BY-2 Cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Kurusu, T., Saito, K., Horikoshi, S., Hanamata, S., Negi, J., Yagi, C., Kitahata, N., Iba, K. and Kuchitsu, K.
  • 雑誌名: PLOS One 巻: 8 号: 8 ページ: e70623-e70623
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0070623
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 気孔のCO2応答 (2013)
  • 著者名/発表者名: 橋本(杉本) 美海、祢宜 淳太郎、楠見 健介、射場 厚
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 51 ページ: 831-839
• [学会発表] Isolation and characterization of the suppressor mutants of ht1-2 in Arabidopsis (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakiko Saito, Juntaro Negi, Keina Monda, Mikiko Kojima, Hitoshi Sakakibara, Koh Iba
  • 学会等名: 26th International Conference on Aabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
• [学会発表] Transmembrane region of the Arabidopsis guard cell SLAC1 anion channel involved in stomatal CO2 response (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Yamamoto, Juntaro Negi, Cun Wang, Julian Schroeder, Koh Iba
  • 学会等名: 26th International Conference on Aabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
• [学会発表] CO2 activation of the guard cell S-type anion channel is impaired in an Arabidopsis mutant with non-chlorophyllous stomata (2015)
  • 著者名/発表者名: Juntaro Negi, Kensuke Kusumi, Shintaro Munemasa, Mayumi Fujita, Julian Schroeder, Koh Iba
  • 学会等名: 26th International Conference on Aabidopsis Research (ICAR)
  • 発表場所: Paris
  • 年月日: 2015-07-05 – 2015-07-09
• [学会発表] 気孔機能化に関わるSCAP1遺伝子のプロモーター解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 森脇 宏介, 佐竹 秀元, 祢宜 淳太郎，柳澤 修一, 射場 厚
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京都（東京農大世田谷キャンパス）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 新規CO2非感受性変異体cdi4の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡部 誠, 祢宜 淳太郎, 中野 利彬, 田畑 亮, 山口 勝司, 重信 秀治, 山田 昌史, 長谷部 光泰, 澤 進一郎, 射場 厚
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 神奈川県（明治大学生田キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 気孔閉鎖を司る陰イオンチャネルSLAC1のCO2シグナル受容部位はABAシグナル受容部位とは異なる (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 禎子, 祢宜 淳太郎 , Wang Cun, Schroeder Julian, 磯貝 泰弘, 射場 厚
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 神奈川県（明治大学生田キャンパス）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 順遺伝子学的手法を用いた孔辺細胞特異的葉緑体機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 祢宜 淳太郎、楠見 健介、 宗正 晋太郎、藤田 麻友美、Julian Schroeder、射場 厚
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2014-03-18 – 2014-03-20
• [学会発表] 気孔にガス交換機能を付与する鍵転写因子SCAP1 (2013)
  • 著者名/発表者名: 祢宜 淳太郎、森脇 宏介、小西 美稲子、横山 隆亮、中野 利彬、 楠見 健介、橋本 美海、西谷 和彦、柳澤 修一、射場 厚
  • 学会等名: 第31回植物分子細胞生物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-10 – 2013-09-12
• [学会発表] 孔辺細胞局在型陰イオンチャネルSLAC1のCO2による活性化制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山本 禎子、祢宜 淳太郎、磯貝 泰弘、射場 厚
  • 学会等名: 第31回植物分子細胞生物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-10 – 2013-09-12
• [備考]
  • URL: http://plant.biology.kyushu-u.ac.jp/
• [備考]
  • URL: http://plant.biology.kyushu-u.ac.jp/Index.html