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2011 年度 実績報告書

植物におけるCO2シグナル伝達の分子遺伝学的解析

計画研究

研究領域植物生態学・分子生理学コンソーシアムによる陸上植物の高CO2応答の包括的解明
研究課題/領域番号 21114002
研究機関九州大学

研究代表者

射場 厚  九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (10192501)

キーワードCO2 / 高等植物 / 気孔 / シグナル伝達 / サーモグラフィー
研究概要

ABRC等から約700系統のシロイヌナズナエコタイプ種子を入手し、各エコタイプの気孔のCO_2応答性を、サーモグラフィを用いて網羅的に解析することで、実際の自然界に棲むシロイヌナズナの気孔開閉応答性の多様性と普遍性について調査した。気孔のCO_2応答性を指標に、サーモグラフィによる体表面温度測定と蒸散測定装置による気孔コンダクタンス測定によって気孔開閉応答に違いをもつエコタイプを選抜した。さらにこれらのエコタイプの環境応答性について、気孔開閉応答に異常をもつ変異株との差異を解析した。その結果、標準的なエコタイプと比較して、応答性が緩慢なエコタイプおよび応答性が過敏なエコタイプがあることを見いだした。さらに、その気孔開閉応答には気孔が過剰に開くものと過剰に閉じるものがあり、またエコタイプの中には気孔のサイズや密度に違いをもつもの(Cvi-0)も存在することが明らかになった。一方、エコタイプDi-2は、培地中の窒素濃度を上げて生育させると主根と側根の発達が顕著に抑制される。栄養素としての窒素は根から硝酸イオン、アンモニウムイオンの形で取り込まれ、主に地上部で同化される。そこで、培地中の窒素量を変え生育させたDi-2の地上部における45種の一次代謝物量をキャピラリー電気泳動-質量分析装置(CE-MS)を用いて測定した。この測定結果に主成分分析、階層的クラスター解析、相関解析を施し、ColumbiaとDi-2間における代謝プロファイルの違いを見た。その結果、Columbiaに比べDi-2は特に低窒素条件下において、グルタミン酸、グルタミン、アスパラギン酸、アスパラギンの蓄積が顕著であることが分かり、窒素同化の効率が高いことが示唆された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

研究目標としている既知のCO2関連制御因子の機能解明に加え、新規の複数の関連因子の同定にも成功し、それらの分子実体、生理機能について解明が順調にすすんでいるため。

今後の研究の推進方策

当初の研究計画に変更はない。今後研究を遂行する上で、とくに問題点は生じていない。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] A plastid protein NUS1 is essential for build-up of the genetic system for early chloroplast development under cold stress condition2011

    • 著者名/発表者名
      Kusumi, Kensuke, et al
    • 雑誌名

      Plant J.

      巻: 68 ページ: 1039-1050

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Environmental regulation of stomatal response in the Arabidopsis Cvi-Oecotype2011

    • 著者名/発表者名
      Monda, Keina, et al
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 234 ページ: 555-563

    • 査読あり
  • [学会発表] 巨大孔辺細胞をもつシロイヌナズナ突然変異株の単離および表現型解析2012

    • 著者名/発表者名
      山本禎子
    • 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(京都市)
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] 気孔特異的転写因子CDI6の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      森脇宏介
    • 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(京都市)
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] 色素体RNA結合タンパク質NUS1は低温ストレス下における葉緑体転写・翻訳装置の発現維持に必須である2012

    • 著者名/発表者名
      楠見健介
    • 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(京都市)
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 高い窒素同化効率を持つシロイヌナズナエコタイプDi-2のメタボローム解析2012

    • 著者名/発表者名
      齊藤幸司
    • 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(京都市)
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] 順遺伝学的アプローチによる気孔のCO2開閉応答機構の解析2011

    • 著者名/発表者名
      射場厚
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館(京都市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-21
  • [学会発表] 気孔が常時開口するイネ突然変異株slac1の解析2011

    • 著者名/発表者名
      楠見健介
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] 塩ストレス応答性タンパク質ITN1と転写因子様タンパク質RTV1の相互作用に関する解析2011

    • 著者名/発表者名
      坂本光
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] タバコBY-2細胞における陰イオンチャネルの活性制御を介した免疫亢進機構2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤克典
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] 気孔の環境応答に関る重要因子の探索2011

    • 著者名/発表者名
      祢宜淳太郎
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会・シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] 気孔開閉応答に関するシロイヌナズナエコタイプの環境応答性2011

    • 著者名/発表者名
      門田慧奈
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] 気孔特異的に発現する転写因子CDI6の標的遺伝子の探索2011

    • 著者名/発表者名
      森脇宏介
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] シロイヌナズナエコタイプ根組織の窒素栄養応答性2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤幸司
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] 遺伝学的手法を用いた孔辺細胞特異的葉緑体機能の解析2011

    • 著者名/発表者名
      藤田麻友美
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会(福岡)大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2011-09-07
  • [学会発表] Environmental regulation of stomatal response in Arabidopsis Cvi-Oecotype2011

    • 著者名/発表者名
      Monda Keina
    • 学会等名
      18th International Botanical Congress
    • 発表場所
      The Melbourne Convention & Exhibition Centre, Melbourne
    • 年月日
      2011-07-26
  • [学会発表] 気孔閉鎖因子SLAC1を機能抑制したイネ突然変異株の解析2011

    • 著者名/発表者名
      楠見健介
    • 学会等名
      日本植物学会九州支部(第61回大会)
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2011-05-22
  • [学会発表] シロイヌナズナエコタイプの根組織の多様性2011

    • 著者名/発表者名
      齊藤幸司
    • 学会等名
      日本植物学会九州支部(第61回大会)
    • 発表場所
      長崎大学
    • 年月日
      2011-05-22

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公開日: 2013-06-26  

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