| 研究課題/領域番号 |
16207003
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
植物生理・分子
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
島崎 研一郎 九州大学, 大学院理学研究院, 教授 (00124347)
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| 研究分担者 |
土井 道生 九州大学, 高等教育開発推進センター, 助手 (00167537)
木下 俊則 九州大学, 大学院理学研究院, 助手 (50271101)
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| 研究期間 (年度) |
2004 – 2006
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| キーワード | 気孔 / フォトトロピン / 青色光効果 / 光合成 / 成長 / 細胞膜H^+-ATPase / 葉緑体運動 |
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| 研究概要 |
前年度の研究から、フォトトロピンが弱い光のもとで光を効果的に利用し、成長を大幅に促進させる事を見いだした。これらの現象の分子メカニズムを解明する研究を行い、以下の成果を得た。まず、EMSなどの変異原処理を行った株について、葉の持ち上がり(葉面を青色光の方向に向ける)を指標に変異体のスクリーニングを行った。その結果、いくつかの変異体が得られ、そのうちのいくつかはフォトトロピンの変異株であった。次に、この中からフォトトロピン以外に変異のある株を選抜した。2つの株が得られ、それぞれT-DNA挿入株とEMS変異株であった。T-DNA挿入部位を調べるとNPH3であった。また、同じくEMS処理株においてもNPH3に変異が起きていることが確認された。従って、上記の変異はNPH3遺伝子が変異の原因であると結論された。この変異体の表現形は加える青色光の強度を5μmol m^<-2> s^<-1>にあげるとphot1変異体でも、nph3変異株でも見えなくなった。この事実は、このphot2を経る情報伝達はnph3を介さず別の物質を通して下流へ伝達される事を示している。
次に、これらのフォトトロピンまたはnph3を介する反応が植物の成長に寄与するかどうかを調べた。phot1変異体では青色光による成長促進が全く見られなくなるのに、nph3変異体ではわずかに認められた。また、nph3変異体では葉の平滑化が見られず巻いたままであるのに、葉緑体の集合や気孔の開口は認められた。以上の結果は、phot1を介した葉の平滑化、葉緑体運動、気孔開口のうち、葉の平滑化はnph3を通して情報が流れるが、葉緑体運動と気孔開口は別の経路を経る事、さらに、葉の平滑化が光捕集に基づく植物の生長にもっとも大きな働きを有しており、葉緑体集合反応、気孔開口は比較的少ないが有意の寄与をする事を示している。
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