1998 年度研究成果報告書概要

植物の塩・乾燥ストレスに対する応答のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号	08044199
研究種目	国際学術研究
配分区分	補助金
応募区分	共同研究
研究分野	植物生理
研究機関	金沢大学
研究代表者	和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)
研究分担者	BOHNERT Hans アリゾナ大学, 教授篠崎一雄理化学研究所, ライフサイエンス筑波研究センター, 主任研究員 (20124216) 佐藤文彦京都大学, 大学院・農学研究科, 教授 (10127087) 高倍鉄子名古屋大, 生物分子応答研究センター, 助教授 (60089852) SCHROEDER Julian I. Univ.of California (San Diego) , Biol.Mol.Genet.Center, Assoc.Professor HASEGAWA Paul M. Purdue Univ., Plant Env.Stress Physiol., Professor BRESSAN Ray A. Purdue Univ., Dept.Hortic., Professor HANSON Andrew D. Univ.of Florida, Dept.Hortic., Professor
研究期間 (年度)	1996 – 1998
キーワード	プロリン / グリシン・ベタイン / ポリオール / 塩ストレス / 乾燥ストレス / 遺伝子導入植物 / 適合溶質 / シグナル伝達機構
研究概要	本研究の目的は、過剰な塩・乾燥ストレスのシグナルを植物がどのように受容し、それらに応答し、さらに馴化していくかというメカニズムを解明し、それらを応用して過酷な環境条件、特に塩過剰環境・乾燥環境に耐えうる新しい植物の作出の可能性を探ろうとするものであった。中でも、1)プロリン、ベタインおよびポリオール等の適合溶質の生成機構、2)塩の植物体内で処理機構、3)種々遺伝子の植物への導入の方策とそれらを評価する方法を探ることであった。3年間に大きな前進を見た。それはプロリンやベタインの合成系をほとんど解明できたこと、またそれらに関係する遺伝子を植物体内に導入し、プロリンやベタインを大量発現する変異植物を作り、どれほど塩・乾燥環境に耐えるようになるかを評価したことである。その結果、これらの変異植物の塩・乾燥に対する耐性は、かなりのものであったが、既に知られている天然の耐塩・耐乾燥植物のそれには及ばなかった。これらの結果を受けて耐塩・耐乾燥性の獲得のために更なる遺伝子解析を行う必要が生じた。また、篠崎らは、外部環境からのシグナルがどのように伝達され、プロリン合成やベタイン合成遺伝子に作用するかというシグナル伝達機構を解明し、直接合成に関わる遺伝子の導入はもちろんであるが、シグナル伝達に関わる遺伝子を導入することによって、一層効率の良い遺伝子導入変異植物作出の可能性を提唱した。植物ゲノムの全遺伝子解析が進む中で、本研究の目的にもDNAマイクロアレーの利用が有効であるとの提案がボーナート教授によってなされた。このテクニクは発現遺伝子の探索やノーザンブロットなど多くの利用が考えられ、今後の植物のストレス応答の研究の発展にも重要であろう。

研究成果
(33件)

すべてその他

すべて文献書誌 (33件)

[文献書誌] Nanjo, T.et al.: "Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic…" The Plant J.17(In press). (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Urao, T.et al.: "Stress-responsive expression of genes for two-component response regulator-like proteins in Arabidopsis thaliana." FEBS Letters. 427. 175-178 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Liu, Q.et al.: "Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal…" The Plant Cell. 10. 1391-1406 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Nelson, D.E.et al.: "Myo-inositol amounts in roots control sodium uptake in a halophyte." Plant Physiol.119. 165-172 (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Vera-Estrella, R.et al.: "Salt-stress in Mesembryanthemum crystallium suspenstion cells activates adaptive mechanisms similar to those…" Planta. 207. 426-435 (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Barkla, B.J.et al.: "Aquaporin localization - how valid are the TIP and PIP labels ?" Trends in Plant Sci.4. 86-88 (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Miyazaki, S.et al.: "Cell-, tissue- and environmental response-specific expression of ten transcripts of the PP2C gene family…" Mol.Gen.Genetics. in press. (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Summers, P.S.et al.: "Indentification and stereospecificity of the first three enzymes of 3-dimethylsulfoniopropionate biosynthesis…" Plant Physiol.116. 369-378 (1998)
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  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Trossat, .et al.: "Salinity promotes accumulation of dimethysulfoniopropio-nate and its precursor S-methylmethionine in chloro-…" Plant Physiol.116. 165-171 (1998)
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  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxyge-nase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116. 859-865 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Kocsis, M.G.et al.: "Dimethylsulfoniopropionate biosynthesis in Spartina alterniflora." Plant Physiol.117. 273-281 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Locy, R.et al.: "Altered mitochondrial gene expression in salt-tolerance mitochondria of tobacco." Plant Science. in press. (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Yun, D.-J.et al.: "Osmotin, a plant antifungal protein, subverts signal transduction to enhance fungal cell susceptibility." Molecular Cell. 1. 807-817 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Xu, P.et al.: "A nitrilase-like protein interacts with GCC box DNA-bind-ing proteins involved in ethylene and defense responses." Plant Physiol.118. 867-874 (1998)
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  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Hibino, T.et al.: "Molecular characterization of DnaK from a halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica for ATPase…" Plant Mol.Biol.in press. (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Kaku, N.et al.: "Expression of Na^+/H^+antiporter from Vibrioalginolyticus in a fresh water cyanobacterium Synechococcus sp. PCC…" Plant Cell Physiol.in press. (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Muramoto, Y.et al.: "Isolation of salt-induced cDNA clones in barley leaves using differential display." Res.Photosynthsis. in press. (1999)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Kitajima, S.et al.: "Constitutive expression of the neutral PR-5 (OLP, PR-5d) gene in roots and cultured cells of tobacco is…" Plant Cell Reports. 18. 173-179 (1998)
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  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Endo, T.et al.: "Inhibition of photosystem II of spinach by lichen-derived depsides." Biosci.Biotech.Biochem.62. 2023-2027 (1998)
- 説明
  「研究成果報告書概要(和文)」より
[文献書誌] Nanjo, T.et al.: "Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana." The Plant J.17 (in press). (1999)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Urao, T.et al.: "Stress-responsive expression of genes for two-component response regulator-like proteins in Arabidopsis thaliana." FEBS Lett.427. 175-178 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Lie, Q,et al.: "Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal transduction pathways in drought-and low-temperature-responsive gene expression, respectively, in Arabidopsis." Plant Cell. 10. 1391-1406 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Nelson, D.E.et al.: "Myo-inositol amounts in roots control sodium uptake in a halophyte." Plant Physiol. 119. 165-172 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Vera-Estrella R.et al.: "Salt-stress in Mesembryanthemum crystallinum suspension cells activates adaptive mechanisms similar to those observed in the whole plant." Planta. 207. 426-435 (1999)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Miyazaki, S.et al.: "Cell-, tissue- and environmental response-specific expression of ten transcripts of the PP2C gene family from Mesembryanthemum crystallinum." Mol.Gen.Genetics. (in press). (1999)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Summers, P.S.et al.: "Identification and stereospecificity of the first three enzymes of 3-dimethylsulfonio-propionate biosynthesis in a chlorophyte alga." Plant Physiol.116. 369-378 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Trossat, C,et al.: "Salinity promotes accumulation of dimethylsulfoniopropionae and its precursor S-methyl methionine in chloroplasts." Plant Physiol.116. 165-171 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxygenase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116. 859-865 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Kocsis, M.G.et al.: "Dimethylsufoniopropionate biosynthesis in Spartina alterniflora." Plant Physiol.117. 273-281 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Locy, R.et al.: "Altered mitochondrial gene expression in salt-tolerance mitochondria of tobacco." Plant Science. (in press). (1999)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Yun, D.-J.et al.: "Osmotin, a plant antifungal protein, subverts signal transduction to enhance fungal cell susceptibility." Molecular Cell. 1. 807-817 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Xu.P.et al.: "A nitrilase-like protein interacts with GCC box DNA-binding proteins involved in ethylene and defense responses." Plant Physiol.118. 867-874 (1998)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より
[文献書誌] Hibino, T.: "Molecular characterization of DnaK from a halotolerant cyanobacterium Aphanothese halophytica for ATPase, protein folding, and copper binding under various salinity conditions." Plant Mol.Biol.(in press). (1999)
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  「研究成果報告書概要(欧文)」より

1998 年度 研究成果報告書概要

植物の塩・乾燥ストレスに対する応答のメカニズム

研究代表者

和田 敬四郎 金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)

研究成果

[文献書誌] Nanjo, T.et al.: "Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic…" The Plant J.17(In press). (1999)

説明

[文献書誌] Urao, T.et al.: "Stress-responsive expression of genes for two-component response regulator-like proteins in Arabidopsis thaliana." FEBS Letters. 427. 175-178 (1998)

説明

[文献書誌] Liu, Q.et al.: "Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal…" The Plant Cell. 10. 1391-1406 (1998)

説明

[文献書誌] Nelson, D.E.et al.: "Myo-inositol amounts in roots control sodium uptake in a halophyte." Plant Physiol.119. 165-172 (1999)

説明

[文献書誌] Vera-Estrella, R.et al.: "Salt-stress in Mesembryanthemum crystallium suspenstion cells activates adaptive mechanisms similar to those…" Planta. 207. 426-435 (1999)

説明

[文献書誌] Barkla, B.J.et al.: "Aquaporin localization - how valid are the TIP and PIP labels ?" Trends in Plant Sci.4. 86-88 (1999)

説明

[文献書誌] Miyazaki, S.et al.: "Cell-, tissue- and environmental response-specific expression of ten transcripts of the PP2C gene family…" Mol.Gen.Genetics. in press. (1999)

説明

[文献書誌] Summers, P.S.et al.: "Indentification and stereospecificity of the first three enzymes of 3-dimethylsulfoniopropionate biosynthesis…" Plant Physiol.116. 369-378 (1998)

説明

[文献書誌] Trossat, .et al.: "Salinity promotes accumulation of dimethysulfoniopropio-nate and its precursor S-methylmethionine in chloro-…" Plant Physiol.116. 165-171 (1998)

説明

[文献書誌] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxyge-nase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116. 859-865 (1998)

説明

[文献書誌] Kocsis, M.G.et al.: "Dimethylsulfoniopropionate biosynthesis in Spartina alterniflora." Plant Physiol.117. 273-281 (1998)

説明

[文献書誌] Locy, R.et al.: "Altered mitochondrial gene expression in salt-tolerance mitochondria of tobacco." Plant Science. in press. (1999)

説明

[文献書誌] Yun, D.-J.et al.: "Osmotin, a plant antifungal protein, subverts signal transduction to enhance fungal cell susceptibility." Molecular Cell. 1. 807-817 (1998)

説明

[文献書誌] Xu, P.et al.: "A nitrilase-like protein interacts with GCC box DNA-bind-ing proteins involved in ethylene and defense responses." Plant Physiol.118. 867-874 (1998)

説明

[文献書誌] Hibino, T.et al.: "Molecular characterization of DnaK from a halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica for ATPase…" Plant Mol.Biol.in press. (1999)

説明

[文献書誌] Kaku, N.et al.: "Expression of Na^+/H^+antiporter from Vibrioalginolyticus in a fresh water cyanobacterium Synechococcus sp. PCC…" Plant Cell Physiol.in press. (1999)

説明

[文献書誌] Muramoto, Y.et al.: "Isolation of salt-induced cDNA clones in barley leaves using differential display." Res.Photosynthsis. in press. (1999)

説明

[文献書誌] Kitajima, S.et al.: "Constitutive expression of the neutral PR-5 (OLP, PR-5d) gene in roots and cultured cells of tobacco is…" Plant Cell Reports. 18. 173-179 (1998)

説明

[文献書誌] Endo, T.et al.: "Inhibition of photosystem II of spinach by lichen-derived depsides." Biosci.Biotech.Biochem.62. 2023-2027 (1998)

説明

[文献書誌] Nanjo, T.et al.: "Biological functions of proline in morphogenesis and osmotolerance revealed in antisense transgenic Arabidopsis thaliana." The Plant J.17 (in press). (1999)

説明

[文献書誌] Urao, T.et al.: "Stress-responsive expression of genes for two-component response regulator-like proteins in Arabidopsis thaliana." FEBS Lett.427. 175-178 (1998)

説明

[文献書誌] Lie, Q,et al.: "Two transcription factors, DREB1 and DREB2, with an EREBP/AP2 DNA binding domain separate two cellular signal transduction pathways in drought-and low-temperature-responsive gene expression, respectively, in Arabidopsis." Plant Cell. 10. 1391-1406 (1998)

説明

[文献書誌] Nelson, D.E.et al.: "Myo-inositol amounts in roots control sodium uptake in a halophyte." Plant Physiol. 119. 165-172 (1998)

説明

[文献書誌] Vera-Estrella R.et al.: "Salt-stress in Mesembryanthemum crystallinum suspension cells activates adaptive mechanisms similar to those observed in the whole plant." Planta. 207. 426-435 (1999)

説明

[文献書誌] Miyazaki, S.et al.: "Cell-, tissue- and environmental response-specific expression of ten transcripts of the PP2C gene family from Mesembryanthemum crystallinum." Mol.Gen.Genetics. (in press). (1999)

説明

[文献書誌] Summers, P.S.et al.: "Identification and stereospecificity of the first three enzymes of 3-dimethylsulfonio-propionate biosynthesis in a chlorophyte alga." Plant Physiol.116. 369-378 (1998)

説明

[文献書誌] Trossat, C,et al.: "Salinity promotes accumulation of dimethylsulfoniopropionae and its precursor S-methyl methionine in chloroplasts." Plant Physiol.116. 165-171 (1998)

説明

[文献書誌] Russell, B.R.et al.: "Osmotic stress induces expression of choline monooxygenase in sugar beet and amaranth." Plant Physiol.116. 859-865 (1998)

説明

[文献書誌] Kocsis, M.G.et al.: "Dimethylsufoniopropionate biosynthesis in Spartina alterniflora." Plant Physiol.117. 273-281 (1998)

説明

[文献書誌] Locy, R.et al.: "Altered mitochondrial gene expression in salt-tolerance mitochondria of tobacco." Plant Science. (in press). (1999)

説明

[文献書誌] Yun, D.-J.et al.: "Osmotin, a plant antifungal protein, subverts signal transduction to enhance fungal cell susceptibility." Molecular Cell. 1. 807-817 (1998)

説明

[文献書誌] Xu.P.et al.: "A nitrilase-like protein interacts with GCC box DNA-binding proteins involved in ethylene and defense responses." Plant Physiol.118. 867-874 (1998)

説明

[文献書誌] Hibino, T.: "Molecular characterization of DnaK from a halotolerant cyanobacterium Aphanothese halophytica for ATPase, protein folding, and copper binding under various salinity conditions." Plant Mol.Biol.(in press). (1999)

説明

1998 年度研究成果報告書概要

和田敬四郎金沢大学, 理学部, 教授 (70028174)