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2017 年度 実施状況報告書

植物の新しい正の成長調節因子二酸化窒素のセンシング遺伝子の特定と受容機構の理解

研究課題

研究課題/領域番号 15K07813
研究機関広島大学

研究代表者

高橋 美佐  広島大学, 理学研究科, 助教 (10294513)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワードバイオマス / シロイヌナズナ / 胚軸伸長 / 二酸化窒素 / 窒素酸化物
研究実績の概要

本申請者は、大気中に含まれる二酸化窒素は光形態形成(光による胚軸伸長抑制など)、栄養成長 (バイオマス蓄積)および生殖成長(花芽形成)を促進し、植物の成長を正に制御する因子であるとの作業仮説を提起している。二酸化窒素シグナルを受容し細胞内シグナルに変換するセンシング遺伝子は該制御において核心的役割を果たすと考えられる。その解明は、新しい植物生物学の展開や新規学術領域の創成、また画期的農業生産技術の開拓につながる可能性がある。そこで本研究は、まず二酸化窒素による胚軸伸長抑制形質を指標として、T-DNA挿入ラインを対象として同形質を欠損した二酸化窒素非感受性株を選抜して二酸化窒素シグナルを受容し細胞内シグナルに変換するセンシング遺伝子の特定を目ざす。
平成29年度は、前年度獲得した二酸化窒素存在下、非存在下で胚軸長に差を示さない二酸化窒素非感受性個体(株)および遺伝子について詳細な解析を行った。二酸化窒素存在下で栽培した野生株と非存在下で栽培した野生株の間で該遺伝子の発現応答を比較解析した。その結果、二酸化窒素の有無にかかわらず該遺伝子の発現に差は見られなかった。しかし、該遺伝子によって制御されることがわかっている複数の遺伝子の発現応答を調査したところ、二酸化窒素の有無により発現応答に差が見られる遺伝子が存在した。これらの結果は、該遺伝子が二酸化窒素センシング遺伝子の一つであることを示すものである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

平成29年度に植物の二酸化窒素暴露処理に必要なNOxチャンバーのNOx濃度制御システムなどが故障したため予定通り実験を進めることができなかった。そのため当初の予定より遅れている。

今後の研究の推進方策

今後は、これまでに取得した二酸化窒素センシング遺伝子のT-DNA挿入変異体についてバイオマス蓄積および花成について調査して、該遺伝子とバイオマス蓄積および花成との関連について明らかにする。

次年度使用額が生じた理由

植物の二酸化窒素曝露に使用するNOxチャンバーが故障して、平成29年度に計画していた曝露実験の実験の一部が実行できなかったため次年度使用額が生じた。

平成30年度に、これまでに明らかにした二酸化窒素センシング遺伝子とバイオマス蓄積および花成との関連について明らかにするため、曝露実験を行う。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Selective nitration of PsbO1, PsbO2, and PsbP1 decreases PSII oxygen evolution and photochemical efficiency in intact leaves of Arabidopsis.2017

    • 著者名/発表者名
      Takahashi, M., Shigeto, J., Sakamoto, A., and Morikawa, H.
    • 雑誌名

      Plant Signaling & Behavior

      巻: 12 ページ: e1376157

    • DOI

      10.1080/15592324.2017.1376157

    • 査読あり
  • [学会発表] 二酸化窒素によるシロイヌナズナ胚軸伸長抑制にはPIF4が関与している2018

    • 著者名/発表者名
      高橋美佐、坂本 敦、森川弘道
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会

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公開日: 2018-12-17  

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