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2011 年度 実績報告書

農作物の細胞・組織レベルにおけるオゾン防御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21248030
研究機関東京大学

研究代表者

小林 和彦  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (10354044)

研究分担者 佐々木 治人  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (60225886)
山川 隆  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 准教授 (20134520)
寺島 一郎  東京大学, 理学系研究科, 教授 (40211388)
キーワードオゾン / イネ / コムギ / 光合成 / アポプラスト / 活性酸素 / アスコルビン酸 / 収量
研究概要

葉の気孔経由で取り込まれたオゾン量に基づくオゾンドウスによって、中国の開放系オゾン暴露実験で観測されたコムギの収量低下を的確に記述できた。その際、実験に用いた4品種のうち、1品種が他の品種よりもオゾンの影響が大きかった。ヨーロッパの実験結果よりは、中国の実験結果のほうが収量低下が大きく、品種の違いによるものと考えられた。
オゾンを含む酸化ストレスへの植物の応答で重要な役割を果たすSOD遺伝子の発現量を解析した。細胞質性のSOD遺伝子の発現量に変化が見られなかったのに対し、ミトコンドリア性、葉緑体性、ペルオキシソーム性のSODは、いずれも遺伝子発現量が有意に減少した。過酸化脂質の指標であり、様々なストレスのマーカーとなるTBARSの値は、オゾン曝露開始24時間後に有意な増加を示した。染色試薬を用いて活性酸素の発生部位を継時的に観察したところ、オゾン曝露開始24時間から48時間に、葉脈に沿う斑点状に活性酸素の発生が見られた。しかし、活性酸素の発生源の一つであるとされるNADPHオキシダーゼには、比活性の有意な変化が見られなかった。
植物の気孔開閉におけるアポプラスト(細胞壁を主体とする細胞膜外の葉組織)の役割を明らかにするために、高CO2濃度への気孔閉鎖応答を、剥離表皮を用いた実験系で調べた。その結果気孔閉鎖のシグナルが、アポプラストの液相を通じて、葉肉(葉の内部組織)から伝えられていることが明らかになった。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] A stomatal ozone flux-response relationship to assess ozone-induced yield loss of winter wheat in subtropical China2012

    • 著者名/発表者名
      Feng Z, Tang H, Uddling J, Plaijel H, Kobayashi K, Zhu J, Oue H, Guo W.
    • 雑誌名

      Environmental Pollution

      巻: 164 ページ: 16-23

    • DOI

      DOI:10.1016/j.envpol.2012.01.014

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optimum leaf size predicted by the leaf energy balance model incorp orating dependencies of photosynthesis to light and temperature2012

    • 著者名/発表者名
      Okajima Y, Taneda H, Noguchi K, Terashima I
    • 雑誌名

      Ecological Research

      巻: 27 ページ: 333-346

    • DOI

      DOI10.1007/s11284-011-0905-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A system for free-air ozone concentration elevation with rice and wheat : control performance and ozone exposure regime2011

    • 著者名/発表者名
      Tang H, Liu G, Han Y, Zhu J, Kobayashi K.
    • 雑誌名

      Atmospheric Environment

      巻: 45 ページ: 6276-6282

    • DOI

      DOI:10.1016/j.atmosenv.2011.08.059.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ozone stress increases lodging risk of rice cultivar Liangyoupeijiu : A FACE study2011

    • 著者名/発表者名
      Wang Y., Wang X., Yang L., Li P., Zhu J., Kobayashi K., Wang Y.
    • 雑誌名

      Acta Ecologia Sinica

      巻: 31 ページ: 6098-6107

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photosynthesis-dependent and -independent responses of stomata to blue, red and green monochromatic lights: Differences between the normally oriented and inverted leaves of sunflower2011

    • 著者名/発表者名
      Wang Y, Noguchi K, Terashima I
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 52 ページ: 479-489

    • DOI

      DOI10.1093/pcp/pcr005

    • 査読あり
  • [学会発表] 蒸散流のpHとABA濃度の変化が葉肉コンダクタンスに与える影響2012

    • 著者名/発表者名
      溝上祐介,野口航,寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      20120316-18
  • [学会発表] 葉肉アポプラスト液が気孔のCO2応答に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      藤田貴志、野口航、寺島一郎
    • 学会等名
      日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学(京都府)
    • 年月日
      2012-03-16
  • [学会発表] オゾン曝露がモモの光合成速度ならびに乾物生産に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      高田大輔・佐々木治人
    • 学会等名
      日本農業気象学会全国大会
    • 発表場所
      大阪府立大学(大阪府)
    • 年月日
      2012-03-15
  • [学会発表] Roles of ABA in regulation of mesophyll conductance2011

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mizokami、Ko Noguchi、Ichiro TERASHIMA
    • 学会等名
      Gordon Research Conference : CO2 Assimilation in Plants : Genome to Biome
    • 発表場所
      Les Diablerets Conference Center (Les Diablerets, Switzerland)
    • 年月日
      20110529-20110603
  • [学会発表] オゾンがイネの光化学系タンパク質とその遺伝子発現に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      植田佳明、上原直子、佐々木治人、小林和彦、山川隆
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
    • 発表場所
      九州大学(福岡県)
    • 年月日
      2011-09-08

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公開日: 2013-06-26  

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