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2009 年度 実績報告書

植物ホルモンを介した炭素・窒素栄養バランス情報の伝達システムの解明

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 21114005
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

榊原 均  独立行政法人理化学研究所, 生産機能研究グループ, グループデイレクター (20242852)

キーワード光合成 / 二酸化炭素 / 植物ホルモン / 窒素栄養 / 遺伝子発現
研究概要

イネにおけるC/N栄養バランス比による植物ホルモン代謝調節の制御
サイトカイニン生合成の律速段階反応を触媒する酵素IPT遺伝子群(OsIPT1-OsIPT8)の発現様式について詳細に解析したところ、OsIPT4, OsIPT5, OsIPT7, OsIPT8の4種が培地中の窒素源に応答して誘導されること、その誘導には見かけ上硝酸イオンよりもむしろアンモニウムイオンの効果が高いことが明らかになった。グルタミン合成酵素の阻害剤であるMSXを用いた解析からこの誘導シグナルはグルタミンもしくはその下流代謝産物であるというデータを得た。これらのIPT遺伝子の発現部位をpromoter : GUSの系を用いて解析したところ、いずれも維管束組織で発現が確認され、特に篩部組織で強く発現していた。興味深いことにOsIPT4はスクロース存在下で窒素応答性が増大していた。OsIPT4が篩部組織で発現すること、グルタミンやスクロース等篩管を輸送される同化代謝産物により発現が増大することから、OsIPT4はイネのC/N栄養バランスに応答したサイトカイニン生合成の調節に関わる遺伝子であると考えられる。より生理的な条件での検討を行うために、高CO_2条件下(約800ppm)で生育させたイネ幼苗におけるOsIPT4の窒素応答性を調べたところ、高CO_2条件下でOsIPT4の窒素応答が上昇するという予備的な実験結果を得た。
高CO_2条件、高C/N条件でのオミクス解析
本年度は高CO_2条件による植物育成のための人工気象器の設置とその生育条件設定の検討を行った。データ取得のための植物育成を開始するところまで達成できたことから、次年度から本格的なオミクス解析を行なう予定である。

研究成果

(7件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 学会発表 備考

  • [雑誌論文] Metabolism and long-distance translocation of cytokinin2010

    • 著者名/発表者名
      Toru Kudo
    • 雑誌名

      Journal of Integrative Plant Biology 52

      ページ: 53-60

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-throughput and high-sensitive analysis of plant hormones using MS-probe modification and liquid chromatography-tandem mass spectrometry : an application for hormone profiling in Oryza sativa2009

    • 著者名/発表者名
      Mikiko Kojima
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiology 50

      ページ: 1201-1214

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Functional analyses of LONELYGUY cytokinin-activating enzymes reveal the importance of the direct activation pathway in Arabidopsis2009

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Kuroha
    • 雑誌名

      Plant Cell 21

      ページ: 3152-3169

    • 査読あり
  • [学会発表] Cytokinin biosynthesis pathway and its regulation : How do plants regulate their growth and development by cytokinin actions?2009

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Sakakibara
    • 学会等名
      International Conference on Biological Science Faculty of Biology Universitas Gadjah Mada 2009
    • 発表場所
      Indonesia, Yog Yakarta
    • 年月日
      2009-10-17
  • [学会発表] Cytokinin biosynthesis pathway : Not as simple as it looks2009

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Sakakibara
    • 学会等名
      Auxins and Cytokinins Plant Development 3^<rd> International Symposium
    • 発表場所
      Czech, Plague
    • 年月日
      2009-07-11
  • [学会発表] Regulation of cytokinin biosynthesis integrating root and shoot responses to nitrogen supply2009

    • 著者名/発表者名
      Hitoshi Sakakibara
    • 学会等名
      Plant Vascular Biology and Agriculture 2009
    • 発表場所
      China, Chongqing
    • 年月日
      2009-06-22
  • [備考]

    • URL
      http://labs.psc.riken.jp/brt/

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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