植物におけるＣＯ２シグナル伝達の分子遺伝学的解析

2013 年度 実績報告書

• 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, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (10192501)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2015-03-31
• 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

研究実績の概要

シロイヌナズナエコタイプ集団の中からCO2応答性に特徴のあるエコタイプを探し出すため、Arabidopsis Biological Resource Centerから入手した374系統のエコタイプについて、サーモグラフィによる葉面温度解析を行った。その結果、3系統のエコタイプ (Kl-4、Ga-0、Chi-1)が緩慢なCO2応答性を示していることが明らかとなった。これらの3系統のエコタイプが、他の重要な環境条件である光、湿度に対してどのような気孔応答性を示すのかについて検討した。明条件下から暗条件下に移したときの3系統のエコタイプの気孔開度変化は、それぞれCO2応答のときの気孔開度変化と同じ割合を示した。一方、高湿度条件下から低湿度条件下に移したときの気孔開度変化は3系統のエコタイプ共、Col-0と同じ変化率を示していた。すなわち、CO2応答性が緩慢な3系統のエコタイプは、光応答性も緩慢であるが、湿度変化に対しては正常な応答性を示すことが明らかとなった。乾燥ストレスに応答して気孔閉鎖を促すホルモンであるアブシジン酸（ABA）に対する気孔応答性を調べたところ、3系統のエコタイプは、湿度応答性とは異なり、緩慢な応答性が見られた。以上、シロイヌナズナエコタイプを用いた環境変化に伴う気孔応答性の調査によって、CO2と光に対するシグナル経路は非常に密接に関連していること、低湿度による気孔の閉鎖にはABAに依存しないシグナル経路が存在することを明らかにした。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

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: Takahashi, S., Monda, K., Negi, J., Konishi, F., Ishikawa, S., Hashimoto-Sugimoto,M., Goto, N. and Iba, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: e0117449
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0117449
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamics and environmental responses of PATROL1 in Arabidopsis subsidiary cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Higaki, T., Hashimoto-Sugimoto, M., Akita, K., Iba, K., and Hasezawa, S.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 55 ページ: 773-780
  • DOI: 10.1093/pcp/pct151
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [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 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] Diversity in Guanosine 3′,5′-Bisdiphosphate (ppGpp) Sensitivity Among Guanylate Kinases of Bacteria and Plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nomura, Y., Izumi, A., Fukunaga, Y. Kusumi, K., Iba, K., Watanabe, S., Nakahira, Y., Weber, A. P., Nozawa, A., and Tozawa, Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 15631-15641
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.534768.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Temperature Stress in Plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kai, H. and Iba, K.
  • 雑誌名: eLS. John Wiley & Sons, Ltd: Chichester.
  • DOI: 10.1002/9780470015902.a0001320.pub2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of the chloroplast genetic system in rice during early leaf development and at low temperatures. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kusumi, K. and Iba, K.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 5 (386)
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00386
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Modulation and maintenance of chloroplast genetic system during early leaf development and at low temperatures in rice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Kusumi, Koh Iba
  • 学会等名: Japanese-Finnish Seminar 2014 "Design of Superior Machinery of Light Energy Conversion in Photosynthetic Organisms”
  • 発表場所: Jozankei, Hokkaido
  • 年月日: 2014-10-12
• [学会発表] 気孔複合体における膜交通制御因子PATROL1の動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桧垣匠、橋本(杉本) 美海、秋田佳恵、射場 厚、馳澤盛一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 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、祢冝淳太郎、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: 明治大学 生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [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、祢冝淳太郎、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: 明治大学 生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] Environmental Responses of An Arabidopsis Ecotype, Me-0, with Giant Stomata (2014)
  • 著者名/発表者名: Keina Monda , Juntaro Negi , Genki Ishigaki , Hiromitsu Araki , Sho Takahashi , Mimi Hashimoto-Sugimoto , Satoru Kuhara , Ryo Akashi , Nobuharu Goto , Koh Iba
  • 学会等名: The 25rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] Diversity of Stomatal Responses to Different Environmental Conditions in Arabidopsis thaliana Ecotypes (2014)
  • 著者名/発表者名: Sho Takahashi, Keina Monda, Juntaro Negi, Fumitaka Konishi, Shinobu Ishikawa, Mimi Hashimoto- Sugimoto, Nobuharu Goto, Koh Iba
  • 学会等名: The 25rd International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: University of British Columbia, Vancouver, Canada
  • 年月日: 2014-07-28 – 2014-08-01
• [学会発表] イネの気孔閉鎖因子SLAC1の生育段階依存性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 楠見健介、橋村綾菜、射場厚
  • 学会等名: 九州沖縄植物学会（第64回）
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [学会発表] 葉の発生初期に特異的に働く葉緑体転写制御因子NUS1の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 江原涼美、射場厚、楠見健介
  • 学会等名: 九州沖縄植物学会（第64回）
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2014-05-24 – 2014-05-25
• [備考] 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
  • URL: http://plant.biology.kyushu-u.ac.jp/shinryoiki/index.html