• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

植物の環境応答における細胞壁ペクチンの機能解明

公募研究

研究領域大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
研究課題/領域番号 23119509
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

小林 優  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60281101)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード植物 / ストレス / 細胞壁 / 多糖類 / ペクチン / 環境応答
研究実績の概要

植物細胞壁を構成する主要成分のひとつであるペクチンゲルの生理機能に関する研究を行った。
ペクチンはラムノガラクツロナンII(RG-II)領域においてホウ酸エステルで架橋される。そのRG-IIの特異的構成糖KDOの合成に必要な酵素CKS(CTP:KDOシチジリル転移酵素)について、RNAi法で発現を抑制したシロイヌナズナを作成した。RNAi株は野生型株に比べ主根伸長が著しく抑制される。その根端成長を細胞動力学的手法で解析した結果、細胞増殖速度・細胞体積増大速度の両方が低下していることが明らかとなり、植物細胞の分裂および成長におけるペクチンゲルの重要性が実証された。
ペクチンゲルの機能を進化的観点から考察するため、非維管束植物であるゼニゴケにもRG-IIが存在し何らかの機能を担っているか検討した。RG-IIの特異的構成糖であるKDOおよびアピオースの合成酵素様遺伝子について発現解析を行った結果、両遺伝子共に、急速に拡大する領域の表皮細胞層、および成長点近傍の粘液毛で強い発現が認められた。これら発現が盛んな部位はペクチン含量が高い部位と一致した。このことから、ゼニゴケにもKDO・アピオースを含むペクチン、即ちRG-II様の多糖が存在することが示唆された。粘液毛は成長点を保護する粘性多糖を分泌すると考えられており、RG-II様多糖はその粘性多糖に含まれる可能性が高い。
ペクチンを細胞外リガンドとする受容体型キナーゼWAK(細胞壁結合型キナーゼ)の機能を解明するための研究を行った。WAKは他の多くの受容体型キナーゼと同じく自己リン酸化活性を有する。そのリン酸化部位について検討した結果、キナーゼ間で高度に保存された領域である活性化ループに存在する複数のセリンまたはスレオニン残基がリン酸化を受けることが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Boron nutrition of cultured tobacco BY-2 cells. VII. Rapid induction of metabolic dysfunction in cells deprived of boron as revealed by microarray analysis2013

    • 著者名/発表者名
      Koshiba T., Kobayashi M., Matsuoka K., Fujiwara T., Matoh T
    • 雑誌名

      Soil Sci. Plant Nutr

      巻: 59 号: 2 ページ: 189-194

    • DOI

      10.1080/00380768.2013.763383

    • NAID

      110009688309

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characterization of Arabidopsis CTP : 3-deoxy-D-manno-2-octulosonate cytidylyltransferase (CMP-KDO synthetase), the enzyme that activates KDO during-rhamnogalacturonan II biosynthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M, Kouzu N, Inami A, Toyooka K, Konishi Y, Matsuoka K, Matoh T
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 52 号: 10 ページ: 1832-1843

    • DOI

      10.1093/pcp/pcr120

    • NAID

      10030304814

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] RG-IIのKDO残基の合成に必要な酵素CTP:KDOシチジリルトランスフェラーゼ発現抑制株の解析2013

    • 著者名/発表者名
      青木亮輔、小林優、岩元明敏、松永俊朗、間藤徹
    • 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(岡山県岡山市)
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるラムノガラクツロナンII構成糖合成酵素の発現解析2012

    • 著者名/発表者名
      和下田将史、小林優、間藤徹
    • 学会等名
      植物細胞壁研究者ネットワーク2012年定例研究会
    • 発表場所
      ホテルユインチ沖縄(沖縄県南城市)
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナKDO-8-フォスファターゼ候補遺伝子のキャラクタリゼーション2012

    • 著者名/発表者名
      原朋美、小林優、間藤徹
    • 学会等名
      植物細胞壁研究者ネットワーク2012年定例研究会
    • 発表場所
      ホテルユインチ沖縄(沖縄県南城市)
    • 年月日
      2012-12-02
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Expression of genes involved in the synthesis of rhamnogalacturonan II-related monosaccharides in Marchantia polymorpha: Implications for the function of pectin gels in land plants2012

    • 著者名/発表者名
      Masashi Wageta, Masaru Kobayashi, Toru Matoh
    • 学会等名
      Marchantia Workshop 2012
    • 発表場所
      ホテルグリーンピア阿蘇(熊本県阿蘇郡南阿蘇村)
    • 年月日
      2012-11-16
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 細胞壁ペクチンの生理機能 - ホウ素・カルシウム栄養を手がかりとして -2012

    • 著者名/発表者名
      小林優
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会 2012年鳥取大会
    • 発表場所
      鳥取大学(鳥取県鳥取市)
    • 年月日
      2012-09-08
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] RG-II KDO残基の生合成に必要な酵素CKSの発現抑制株の解析2012

    • 著者名/発表者名
      小林優
    • 学会等名
      ホウ素栄養研究会
    • 発表場所
      北海道大学農学部(札幌市)
    • 年月日
      2012-02-23
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Studies of the function of borate-rhamnogalacturonan II complex : analyses using Arabidopsis mutant of KDO biosynthesis2011

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi M, Aoki R, Konishi Y, Toyooka K, Matoh T
    • 学会等名
      Fourth Conference on Biosynthesis of Plant Cell Wall
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2011-10-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考] 京都大学 植物栄養学研究室

    • URL

      http://www.npk.kais.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi