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陸上植物における環境応答機構の普遍性と多様性

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 23120516
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

河内 孝之  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (40202056)

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
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2012年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
2011年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
キーワード苔類ゼニゴケ / フィトクロム / フォトトロピン / 背腹性 / 青色光応答 / 陸上植物進化 / 光受容体 / 概日時計 / 環境応答
研究実績の概要

植物は陸上進出後にさまざまな環境適応能力を獲得し繁栄に至った。その過程で遺伝子の獲得や喪失を繰り返しているものの、基本的には祖先から継承し機能を多様化させてきた。植物の環境のセンシングとその信号伝達の本質を理解するためには、陸上植物進化の基部に位置するゼニゴケを材料に光応答機構を研究した。フィトクロムによる信号伝達:ゼニゴケフィトクロム(Mpphy)は光によって核内に局在し、遺伝子発現制御を介して機能する。下流の光信号伝達因子として転写因子PIFファミリーおよびHY5ファミリーがそれぞれ1分子種のみ存在し、主に光形態形成をPIFが抑制し、HY5が促進するという基本的な図式がコケ植物において成立していたことがわかった。フォトトロピンを介する細胞応答:ゼニゴケの光量依存的な集合反応と逃避反応および暗黒定位をphotの遺伝子破壊株や変異体をコントロールとして観察した。また、フォトトロピンを大腸菌で発現させ、生化学的性質に、LOV1およびLOV2の光受容特性を解析し、全長photの光依存的な自己リン酸化活性を検出した。ゼニゴケの概日時計:ゼニゴケは概日時計の中心振動体としてTOC1, PRR, LHY/CCA1を1分子種ずつもち、複数のフィードバックループを構成する可能性があることを示した。また、GIは時計からの出力系と位置づけられ、光の情報を付与するFKFとともにCDFを制御することが示された。光と重力による無性芽背腹性決定:無性芽は完成した段階では両面から仮根を発生することができる(腹側的な組織)。吸水後、光および重力を信号として背腹性をもつ葉状体に変化する。この過程には、重力に優先して光(なかでも青色光)が関わること、始原細胞の成立が関与すること、オーキシンの極性輸送が関わることがわかった。

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

    (18件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (13件)

  • [雑誌論文] Homologous recombination-mediated gene targeting in the liverwort Marchantia polymorpha L.2013

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki, K., et al.
    • 雑誌名

      Sci. Rep

      巻: 13 号: 1 ページ: 1532-1532

    • DOI

      10.1038/srep05132

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Efficient <i>Agrobacterium</i>-Mediated Transformation of the Liverwort <i>Marchantia polymorpha</i> Using Regenerating Thalli2013

    • 著者名/発表者名
      Kubota, A., Ishizaki, K., Hosaka, M., Kohchi T.
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 77 号: 1 ページ: 167-172

    • DOI

      10.1271/bbb.120700

    • NAID

      10031164707

    • ISSN
      0916-8451, 1347-6947
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cold-induced organelle relocation in the liverwort Marchantia polymorpha L.2013

    • 著者名/発表者名
      Ogasawara Y, Ishizaki K, Kohchi T & Kodama Y
    • 雑誌名

      Plant, Cell & Environment

      巻: 印刷中 号: 8 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1111/pce.12085

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The phytochrome-interacting VASCULAR PLANT ONE-ZINC FINGER1 and VOZ2 redundantly regulate flowering in Arabidopsis2013

    • 著者名/発表者名
      Yasui, Y. et al.
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 24 ページ: 3248-3268

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of auxin-mediated transcriptional activation using a common auxin-responsive reporter system in the liverwort Marchantia polymorpha2012

    • 著者名/発表者名
      Ishizaki K., Nonomura M., Kato H., Yamato K.T., Kohchi T.
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 125 号: 5 ページ: 826-834

    • DOI

      10.1007/s10265-012-0477-7

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ゼニゴケの赤色光によるサイクリンD遺伝子発現制御機構2013

    • 著者名/発表者名
      西浜竜一、真鍋諒、中村衣里、井上佳祐、石崎公庸、河内孝之
    • 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(岡山市)
    • 年月日
      2013-03-23
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 基部陸上植物ゼニゴケにおける概日時計の分子ネットワーク2013

    • 著者名/発表者名
      久保田茜、喜多祥吾、村中智明、石崎公庸、大和勝幸、青木摂之、小山時隆、河内孝之
    • 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(岡山市)
    • 年月日
      2013-03-22
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケで探るコケ植物の光応答と発生制御2012

    • 著者名/発表者名
      石崎公庸、河内孝之
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学(姫路市)
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 青色光受容体フォトトロピンは苔類ゼニゴケの葉状体背腹性決定を制御する2012

    • 著者名/発表者名
      芦原悠紀子、小松愛乃、石崎公庸、西浜竜一、河内孝之
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都女子大学
    • 年月日
      2012-03-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 苔類ゼニゴケを用いた基部陸上植物概日時計因子の解析2012

    • 著者名/発表者名
      久保田茜、喜多祥吾、久保田佐綾、村中智明、石崎公庸、大和勝幸、青木摂之、小山時隆、河内孝之
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 苔類ゼニゴケにおけるフォトトロピシ機能欠損変異体の単離と解析2012

    • 著者名/発表者名
      小松愛乃、芦原悠紀子、坪井秀憲、末次憲之、石崎公庸、和田正三、河内孝之
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 苔類ゼニゴケは転写因子PIFを介する赤色光シグナル伝達機構をもつ2012

    • 著者名/発表者名
      井上佳祐、石崎公庸、岡義人、河内孝之
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学
    • 年月日
      2012-03-17
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 基部陸上植物ゼニゴケにおける概日時計関連因子の比較ゲノム解析2011

    • 著者名/発表者名
      久保田茜、喜多祥吾、久保田佐綾、村中智明、石崎公庸、大和勝幸、青木摂之、小山時隆、河内孝之
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都国際会館(京都府)
    • 年月日
      2011-09-22
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 基部陸上植物の光応答戦略-フィトクロムを介した光形態形成の分子機構-2011

    • 著者名/発表者名
      石崎公庸、井上佳祐、保坂将志、片岡秀夫、大和勝幸、河内孝之
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-18
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Photoreceptors and light signaling in the liverwort Marchantia polymorpha2011

    • 著者名/発表者名
      Kohchi, T., Ishizaki, K
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Identification of circadian clock components in basal land plant, Marchantia polymorpha2011

    • 著者名/発表者名
      Kubota, A., Kita, S., Kubota, S., Muranaka, T., Ishizakim K., Yamato, K.T., Aoki, S., Oyama, T., Kochi, T.
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2011-07-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Blue-light responses and analysis of the phototropin gene in the liverwort, Marchantia polymorpha L.2011

    • 著者名/発表者名
      Komatsu, A., Ashihara, Y., Kubota, A., Tsuboi, H., Suetsugu, N., Ishizaki, K., Yamato, K.T., Wada, M., Kohchi, T.
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2011-07-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Phytochrome-mediated red light response in Marchantia polymorpha L.2011

    • 著者名/発表者名
      Inoue, K., Ishizaki, K., Hosaka, M., Kataoka, H., Yamato, K.T., Kohchi, T.
    • 学会等名
      5th Asia and Oceania Conference for Photobiology
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県)
    • 年月日
      2011-07-31
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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