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2008 年度 実績報告書

植物の葉における斑入りと環境適応

研究課題

研究課題/領域番号 19657017
研究機関岡山大学

研究代表者

坂本 亘  岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (20222002)

キーワードシロイヌナズナ / 光合成 / 葉緑体分化 / 植物微生物相互作用 / 活性酸素 / 斑入り突然変異
研究概要

本研究では、植物における斑入り突然変異が個体レベルでの光合成としては負に働くか、環境適応に有利に働く場合があることを実証する実験をモデル植物で試みた。特に、環境適応の1つとして斑入りが「病害抵抗性」を示す可能性について萌芽的研究を行った。これまでの研究で、代表者らが解析を進めているシロイヌナズナの斑入り変異var2では光化学系IIの維持に必要な葉緑体プロテアーゼが欠損しており、その結果として葉緑体に高レベルの活性酸素を蓄積することを明らかにしている。昨年度は、これらの活性酸素が病原細菌への抵抗性に関与するかどうかをP. syringae pv tomato DC3000を用いて調べ、野生型に比べ、病原細菌の増殖が抑制されることが明らかとなった。今年度は、これらの抵抗性の原因として斑入り変異では自然免疫の活性化が起きている可能性、葉緑体の活性酸素自身がDC3000への抵抗性に寄与する可能性について調べた。自然免疫活性化の指標となるPR1遣伝子の発現上昇がvar2の葉で観察されず、またこれらの活性化に関わるシグナル因子であるサリチル酸の上昇も見られなかった。他の遺伝子発現の変化もマイクロアレイ等で解析したところ、やはり自然免疫活性化に関する遺伝子発現上昇を支持する結果は得られなかったが、var2の斑入り葉では活性酸素消去系に関わる遺伝子発現が上昇していることが明らかとなった。特に斑入りの白色組織でSODなどの消去系酵素が働いており、抵抗性に寄与する可能性も示唆された。一方で、斑入りを示さない光化学系II酸素発生系複合体に関する突然変異体でも活性酸素が蓄積し、var2よりは弱いがDC3000に抵抗性を示す結果が得られたことから、葉緑体の活性酸素が自然免疫系を活性化するよりもむしろ、葉緑体で蓄積する活性酸素が直接病原細菌に毒性を示す可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Chloroplast biogenesis : Plastid division, inheritance, regulation. protein import and proteome.2008

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, W., Miyagishima, S., Jarvis, P.
    • 雑誌名

      The Arabidopsis Book (Online only article) http : //www. aspb. org/publications/arabidopsis/

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of chloroplastic photo-oxidative stress on mitochondrial alternative oxidase capacity and respiratory property : a case study with Arabidopsis yellow variegated 2.2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, K., fatanabe, C., Kato, Y., Sakamoto. W., Noguchi, K.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physio1. 49

      ページ: 592-603

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Importance of the balance between protein synthesis and degradation in chloroplasts revealed by the studies of Arabidopsis yellow variegated mutants.2008

    • 著者名/発表者名
      Miura, E., Kato, Y., Sakamoto W.
    • 雑誌名

      Photosynthesis. Energy from the sun (Proceedings of 14th International Congress of Photosynthesis) eds. Allen, J. F., Gantt E, . Golbeok J. H, . and Osmond, B.

      ページ: 1121-1124

  • [雑誌論文] (2008)植物の葉に起こる斑入り〜分子遺伝学的アプローチ〜2008

    • 著者名/発表者名
      三浦栄子, 加藤裕介, 坂本 亘
    • 雑誌名

      光合成研究 18

      ページ: 3-7

  • [学会発表] シロイヌナズナ斑入り変異体の葉緑体における活性酸素生成と病原細菌抵抗性2009

    • 著者名/発表者名
      三浦栄子, 加藤裕介, 坂本亘, 一瀬勇規
    • 学会等名
      第50回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20090321-20090324
  • [学会発表] 斑入り変異体var2の葉緑体から発生する活性酸素種とシグナル応答系の解析2008

    • 著者名/発表者名
      三浦栄子, 加藤裕介, 坂本 亘
    • 学会等名
      第8回日本光合成研究会公開シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      20080530-20080531

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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