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2007 年度 研究成果報告書概要

クロロプラストと細胞質間の光合成産物動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17380042
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関北海道大学

研究代表者

信濃 卓郎  北海道大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (20235542)

研究分担者 岡崎 圭毅  北海道大学, 農業生物系特定産業技術研究機構・北海道農業研究センター, 研究員 (40414750)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワードメタボローム / GC-MS / 細胞内小器官分画 / イネ科 / マメ科 / 初期光合成産物
研究概要

初期光合成産物の挙動を同じC3植物であるイネとダイズを用いて比較した実験を行い、その結果、ダイズではイネに比較して同化直後にデンプン画分へ多量の光合成産物を分配していることが明らかになった。代謝経路自体に違いは無いと考えられることから、同化後の分配機構に種間差が存在していることが明らかになった。そこで、いくつかの光合成および初期光合成産物の挙動に関与していると想定される酵素の遺伝子の発現を詳細に解析し、生育ステージによっても有意に変動をしていることを明らかにし、さらに異なる生育ステージでの初期光合成産物の分配を詳細に調べ、遺伝子の変動と同調していることを明らかにした。ダイズで観察されたデンプンへの著しい初期光合成産物の分配は、葉の中での小器官(細胞質、クロロプラスト、液胞)間での物質分配が重要な役割を果たしていることが想定された。抽出操作中に酵素反応によって物質が変化すると、分配機構の解析は不可能であるため、非極性溶媒を用いた小器官の分離方法の開発を行なった。この手法を用いて、実際にダイズの器官内での物質の存在割合について詳細に解析することが可能となった。このような物質の存在割合を解析する時に、より詳細な情報を得るために網羅的代謝産物の(半)定量解析手法であるメタボローム解析手法の導入を試みた。十分な化合物情報と分析手法の条件が決定されているGC-MSを利用したメタボローム手法を導入し、これを利用して植物の環境応答機構の解析を進めた。また、このメタボローム手法は植物の葉のみならず、様々な組織や分泌物等についても応用可能であることを明らかにした

  • 研究成果

    (44件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) 図書 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 有機農業への新アプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 49

      ページ: 170-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of nitrogen application on malt modification and DMSP production in two Japanese Barley cultivars.2008

    • 著者名/発表者名
      Nanamori, M.
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture (印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in the metabolite profiles of spinach (Spinacia oleracea L.) leaf in different concentrations of nitrate in the culture solution2008

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology 47

      ページ: 170-177

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Metabolic alterations porposed by proteome in rice roots grown under low P ad high Al concentration under low pH.2007

    • 著者名/発表者名
      Fukuda, T.
    • 雑誌名

      Plant Science 172

      ページ: 1157-1165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic profiling and assessment of metabolome compartmentation of soybean leaves using non-aqueous fractionation and GC-MS analysis.2007

    • 著者名/発表者名
      Benkeblia, N.
    • 雑誌名

      Metabolomics 3

      ページ: 297-305

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differences in the metabolite profiles of spinach (Spinacia oleracea L.) leaf in different concentrations of nitrate in the culture solution.2007

    • 著者名/発表者名
      岡崎圭毅
    • 雑誌名

      生物工学会誌 85

      ページ: 482-484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 有機農業への新アプローチ2007

    • 著者名/発表者名
      信濃卓郎
    • 雑誌名

      Materials Integration 27

      ページ: 49-54

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] Metabolic profiling and assessment of metabolome compartmentation of soybean leaves using non-aqueous fractionation and GC-MS analysis2007

    • 著者名/発表者名
      Benkeblia, N.
    • 雑誌名

      Metabolomics 3

      ページ: 1157-1165

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Effect of nitrogen nutrition on metabolic profile2007

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Seibutsu-Kogaku Kaishi 85

      ページ: 482-484

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] New approach for organic farming2007

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 雑誌名

      Materials Integration 27

      ページ: 49-54

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Developmental regulation of photosynthate distribution in leaves of rice.2006

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 雑誌名

      Photosynthetica 44

      ページ: 1-10

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developmental changes of plant affecting primary photosynthate distribution in rice leaves.2006

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 雑誌名

      Photosynthetica 44

      ページ: 591-598

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Developmental changes of plant affecting primary photosynthate distribution in rice leaves2006

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 雑誌名

      Photosynthetica 44

      ページ: 591-598

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Difference in carbon distribution of initial photoassimilates between soy bean and rice was revealed by 20s pulse-300s chase experiments.2005

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition 51

      ページ: 835-840

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Difference in carbon distribution of initial photoassimilates between soybean and rice was revealed by 20s pulse-300s chase experiments2005

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 雑誌名

      Soil Science and Plant Nutrition 51

      ページ: 835-840

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Effects of nitrogen application on malt modification and DMSP production in two Japanese Barley cultivars

    • 著者名/発表者名
      Nanamori, M.
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture accepted

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Effects of nitrogen application on malt modification and DMSP production in two Japanese Barley cultivars

    • 著者名/発表者名
      Nanamori, M.
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture accepted

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Metabolome on rice root exudates2007

    • 著者名/発表者名
      Suzuki, K.
    • 学会等名
      Japanese Society of Plant Physiologist
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      20070828-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] GC-MS profiling on spinach at different nitrogen sources2007

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 学会等名
      Japanese Society of Plant Physiologist
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      20070828-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Primary metabolites in soybean seeds2007

    • 著者名/発表者名
      Nakamura, T.
    • 学会等名
      Japanese Society of Plant Physiologist
    • 発表場所
      Matsuyama
    • 年月日
      20070828-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Comparative transcriptomic analysis under phosphorus deficiency among three model plants.2007

    • 著者名/発表者名
      Choi, S-J.
    • 学会等名
      Rhizosphere 2
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      20070826-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Comparative transcriptomic analysis under phosphorus deficiency among three model plants. Suzuki, K. Metabolome on rice root exudates2007

    • 著者名/発表者名
      Choi, S-J.
    • 学会等名
      Rhizosphere 2
    • 発表場所
      Montpellier, France
    • 年月日
      20070826-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 無菌水耕イネ根分泌物のGC-MSによる包括的解析2007

    • 著者名/発表者名
      鈴木 克昌
    • 学会等名
      植物生理学会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      20070328-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 異なる窒素栄養条件で栽培した水耕ホウレンソウのGC-MSプロファイル解析2007

    • 著者名/発表者名
      岡崎 圭毅
    • 学会等名
      植物生理学会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      20070328-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] ダイズの種子における一次代謝産物の解析2007

    • 著者名/発表者名
      中村 卓司
    • 学会等名
      植物生理学会
    • 発表場所
      松山
    • 年月日
      20070328-30
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Possibility of rhizosphere regulation by root exudates.2007

    • 著者名/発表者名
      Shinano T.
    • 学会等名
      International Conference on Sustainable Agriculture for Food, Bioenergy and Livelihood Security.
    • 発表場所
      Jabalpur, India
    • 年月日
      20070214-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Possibility of rhizosphere regulation by root exudates2007

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      International Conference on Sustainable Agriculture for Food, Bioenergy and Livelihood Security
    • 発表場所
      Jabalpur, India
    • 年月日
      20070214-16
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Root and microorganism2007

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      Chikyu Miraigaku Syjmposium
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2007-05-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 植物の根と微生物2007

    • 著者名/発表者名
      信濃 卓郎
    • 学会等名
      「地球未来学へのいざない」シンポジウム
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-03-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] GC-MS一斉分析に寄る水耕液中の窒素形態がホウレンソウ体内成分に与える影響の解析2006

    • 著者名/発表者名
      岡崎圭毅
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会
    • 発表場所
      秋田
    • 年月日
      20060905-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Effect of nitrogen form in hydroponic culture on the spinach metabolites by GC-MS2006

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 学会等名
      Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition
    • 発表場所
      Akita
    • 年月日
      20060905-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Comprehensive analysis of plant leaf by GC-MS.2006

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      Hokkaido University International Sustainable Symposium
    • 発表場所
      Sapporo Japan
    • 年月日
      20060807-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Effect of different inorganic nitrogen sources on the metabolite profiling of spinach (Spinacea orelacea L.) with gas chromatography/mass spectrometry.2006

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 学会等名
      4th International Conference on Plant Metabolomics
    • 発表場所
      Reading, UK
    • 年月日
      20060407-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Spatially resolved metabolic profiling of soybean leaves using non-aqueous fractionation.2006

    • 著者名/発表者名
      Benkeblia N.
    • 学会等名
      4th International Conference on Plant Metabolomics
    • 発表場所
      Reading, UK
    • 年月日
      20060407-10
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Effect of different inorganic nitrogen sources on the metabolite profiling of spinach (Spinacea orelacea L.) with gas chromatography/mass spectrometry2006

    • 著者名/発表者名
      Okazaki, K.
    • 学会等名
      4^<th> International Conference on Plant Metabolomics
    • 発表場所
      Reading, UK
    • 年月日
      20060407-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Spatially resolved metabolic profiling of soybean leaves using non-aqueous fractionation2006

    • 著者名/発表者名
      Benkeblia, N.
    • 学会等名
      4^<th> International Conference on Plant Metabolomics
    • 発表場所
      Reading, UK
    • 年月日
      20060407-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] 水耕イネ根分泌物のGC-MSによる網羅的解析手法の開発2006

    • 著者名/発表者名
      鈴木 克昌
    • 学会等名
      日本土壌肥料学会北海道支部大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2006-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Method for the analysis of rice root exudates metabolome2006

    • 著者名/発表者名
      Suzuki K.
    • 学会等名
      Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition Hokkaido Branch
    • 発表場所
      Sapporo
    • 年月日
      2006-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] New insights on primary photosynthate distribution between rice and soybean.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      15th International Plant Nutrition Colloquium
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20050914-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] New insights on primary photosynthate distribution between rice and soybean.2005

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      15^<th> International Plant Nutrition Colloquium
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20050914-19
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Comprehensive analysis of plant leaf by GC-MS

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 学会等名
      Hokkaido University International Sustainable Symposium
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 「根圏メタボロミクス」メタボロミクスの解析と応用技術2008

    • 著者名/発表者名
      岡崎 圭毅
    • 総ページ数
      260-269
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] New insights on primary photosynthate distribution between rice and soybean. (Plant Nutrition-for Food Security, Human Health and Environmental Protection)2005

    • 著者名/発表者名
      Shinano, T.
    • 総ページ数
      234-235
    • 出版者
      Tsinghua University Press
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.hucc.hokudai.ac.jp/~a11277/shinano.html

URL: 

公開日: 2010-02-04  

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