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生物ストレスに応答したプリン分解の活性化:生理シグナル生成系としての役割検証

研究課題

研究課題/領域番号 26440147
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 植物分子・生理科学
研究機関広島大学

研究代表者

坂本 敦  広島大学, 理学研究科, 教授 (60270477)

連携研究者 上中 弘典  鳥取大学, 農学部, 准教授 (40397849)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード活性酸素 / 植物ホルモン / アブシシン酸 / ジャスモン酸 / アラントイン / キサンチン脱水素酵素 / 病害応答 / 傷害応答 / プリン分解 / 生物ストレス / アブシジン酸
研究成果の概要

病害や傷害などの生物ストレスに対する初期応答として観察されるプリン分解の活性化について,その植物生理学的意義をこの代謝系と密接に関わる2種類の本質的に異なる生理活性分子,活性酸素及びジャスモン酸(JA)の作用を足掛かりに調査した。シロイヌナズナの逆遺伝学的解析から,活性酸素を生成するプリン分解の初発酵素・キサンチン脱水素酵素が,幅広い病原性微生物に対する抵抗性に関わる可能性が示された。また,プリン分解の主要な代謝中間体であるアラントインが,アブシシン酸を介して JA 生成を亢進し,その信号伝達系を活性化することで,この植物ホルモンが制御する病害及び傷害応答に関与することが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Allantoin, a stress-related purine metabolite, can activate jasmonate signaling in a MYC2-regulated and abscisic acid-dependent manner2016

    • 著者名/発表者名
      Takagi, H., Ishiga Y., Watanabe W., Konishi T., Egusa M., Akiyoshi N., Matsuura T., Mori I. C., Hirayama T., Kaminaka H., Shimada H. and Sakamoto A
    • 雑誌名

      J. Ext. Bot.

      巻: 67 号: 8 ページ: 2519-2532

    • DOI

      10.1093/jxb/erw071

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential abilities of nitrogen dioxide and nitrite to nitrate proteins in thylakoid membranes isolated from Arabidopsis leaves2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Shigeto J, Shibata T, Sakamoto A, Morikawa H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 11 号: 10 ページ: e1237329-e1237329

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1237329

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rice CYO1, an ortholog of Arabidopsis thaliana cotyledon chloroplast biogenesis factor AtCYO1, is expressed in leaves and involved in photosynthetic performance2016

    • 著者名/発表者名
      Tominaga J, Mizutani H, Horikawa D, Nakahara Y, Takami T, Sakamoto W, Sakamoto A. Shimada H
    • 雑誌名

      Journal of Plant Physiology

      巻: 207 ページ: 78-83

    • DOI

      10.1016/j.jplph.2016.10.005

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-triggered selective nitration of PSBO1 in isolated Arabidopsis thylakoid membranes is inhibited by photosynthetic electron transport inhibitors2016

    • 著者名/発表者名
      Takahashi M, Shigeto J, Sakamoto A, Morikawa H
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 11 号: 12 ページ: e1263413-e1263413

    • DOI

      10.1080/15592324.2016.1263413

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dual selective nitration in Arabidopsis: Almost exclusive nitration of PsbO and PsbP, and highly susceptible nitration of four non-PSII proteins, including peroxiredoxin II E2015

    • 著者名/発表者名
      M. Takahashi, J. Shigeto, A. Sakamoto, S. Izumi, K. Asada,d H. Morikawa
    • 雑誌名

      Electrophoresis

      巻: 36 号: 20 ページ: 2569-2578

    • DOI

      10.1002/elps.201500145

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In vitro and in vivo evidence for oxalate oxidase activity of a germin-like protein from azalea2015

    • 著者名/発表者名
      Atsushi SAKAMOTO, Takashi NISHIMURA, Yoh-ichi MIYAKI, Shunsuke WATANABE, Hiroshi TAKAGI, Shunsuke IZUMI, Hiroshi SHIMADA
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 458 号: 3 ページ: 536-542

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.02.002

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書 2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The purine metabolite allantoin enhances abiotic stress tolerance through synergistic activation of abscisic acid metabolism2014

    • 著者名/発表者名
      Shunsuke WATANABE, Mayumi MATSUMOTO, Yuki HAKOMORI, Hiroshi TAKAGI, Hiroshi SHIMADA, Atsushi SAKAMOTO
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 37 号: 4 ページ: 1022-1036

    • DOI

      10.1111/pce.12218

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis <i>xanthine dehydrogenase</i> mutants defective in purine degradation show a compromised protective response to drought and oxidative stress2014

    • 著者名/発表者名
      S. Watanabe, Y. Kounosu, H. Shimada, A. Sakamoto
    • 雑誌名

      Plant Biotechnology

      巻: 31 号: 2 ページ: 173-178

    • DOI

      10.5511/plantbiotechnology.14.0117a

    • NAID

      130003391372

    • ISSN
      1342-4580, 1347-6114
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Arabidopsis xanthine dehydrogenase1 is involved in resistance to a broad range of microbial pathogens2017

    • 著者名/発表者名
      Takagi H, Ishiga Y, Egusa M, Shimada H, Kaminaka H, Sakamoto A
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Allantoin stimulates heat-responsive gene expression and improves heat shock tolerance in Arabidopsis2017

    • 著者名/発表者名
      Tanaka S, Han Y, Watanabe S, Takagi H, Shimada H, Sakamoto A
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Possible involvement of ER dynamics in stress-induced ABA production in Arabidopsis leaves2017

    • 著者名/発表者名
      Han Y, Kinoshita D, Watanabe S, Takagi H, SHimada H, Sakamoto A
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A novel physiological role of Arabidopsis molybdenum cofactor sulfurase ABA3 in environmental adaptation2017

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S, Sawada Y, Hirai Y, Sakamoto A, Seo M
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Purine catabolism impacts on plant growth and efficient nitrogen utilization in Arabidopsis2016

    • 著者名/発表者名
      Takagi H, Watanabe S, Tanaka S, Shimada H, Sakamoto A
    • 学会等名
      Plant Biology 2016
    • 発表場所
      Austin Convention Center (Austin, Texas, USA)
    • 年月日
      2016-07-09
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 小胞体におけるストレス誘導的なアブシジン酸生成に関する細胞生物学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      韓 邑平,渡邊俊介,木下大地,高木 紘,島田裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの熱ショック耐性に与えるアラントイン蓄積の影響2016

    • 著者名/発表者名
      田中翔真,渡邊俊介,高木 紘,韓 邑平,島田裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 窒素再利用代謝としてのプリン分解の役割検証2016

    • 著者名/発表者名
      高木 紘,渡邉俊介,田中翔馬,島田裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第57回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] The purine metabolite allantoin can activate the MYC2-modulated JA-signaling pathway in an ABA-dependent manner2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Takagi, Yasuhiro Ishiga, Shunsuke Watanabe, Tomokazu Konishi, Mayumi Egusa, Nobuhiro Akiyoshi, Takakazu Matsuura, Izumi C. Mori, Takashi Hirayama, Hironori Kaminaka, Hiroshi Shimada, and Atsushi Sakamoto
    • 学会等名
      Plant Biology 2015
    • 発表場所
      Convention Hall, Minneapolis, Minnesota, USA
    • 年月日
      2015-07-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナのストレス応答におけるプリン分解中間体の代謝シグナル作用の検証2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊俊介,木下大地,HAN YiPing,島田裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの窒素再利用機構におけるプリン分解の役割検証2015

    • 著者名/発表者名
      高木 紘,渡邊俊介,田中翔馬,島田裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学(東京都)
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 代謝シグナルとしてのアラントインの検証とその利用によるストレス耐性の改変2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊 俊介,木下大地,島田 裕士,坂本 敦
    • 学会等名
      第32回日本植物細胞分子生物学会(盛岡)大会・シンポジウム
    • 発表場所
      いわて県民情報交流センター(盛岡)
    • 年月日
      2014-08-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/mpb/index.php

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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