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2011 年度 実績報告書

ジャガイモの根器官発達促進による生産機能拡大の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 21380206
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

横田 明穂  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (40118005)

研究分担者 明石 欣也  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (20314544)
蘆田 弘樹  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (50362851)
キーワード光合成 / 生産性 / ジャガイモ / シンク・ソース / ストロン / RanGTPase
研究概要

本申請研究においては、根の発達促進遺伝子を単位面積当たりの生産性が作物中ほぼ最大値を持つジャガイモに導入したとき観察されるソース葉光合成と塊茎デンプン蓄積の昂進の機構を、代謝解析、酵素反応解析、およびこれらに関わる遺伝子の発現解析等を通して解明することを目的としている。これまでの研究で、(1)野生種スイカに乾燥ストレスを施すと、急速に根を発達させること、(2)この発達中の根のプロテオーム解析でDRIP-49の発現などを見出した。このDRIP-49はRanGTPaseファミリーに属するタンパク質である。CaMV-35Sプロモーター制御下にDRIP-49をシロイヌナズナやタバコに導入した場合、発現量が野生株やベクターコントロールのレベルの3倍以上に到達した株においてのみ顕著な根の発達促進効果が見出された。
この発見を受けて、最終年度は組換えジャガイモの野外栽培を目指して、筑波大学遺伝子実験センターの協力を得て第一種使用を目指した安全性試験を開始した。第二種使用のための基本的結果は本学で入手し、第一種使用のための特定網室試験許可を取った。その後の特定網室試験では、これまでの植物育成装置を使った生育環境と異なるため、我々が作成してきた組換えジャガイモの導入遺伝子発現制御に関するさらに多くの研究が必要であることが判明した。
その一環として、ジャガイモ外植片を使った腋芽からのストロン誘導系を確立し、ストロンへの分化の過程での内生RanGTPaseの発現解析を行った。その結果、ストロン誘導機のごく初期に、ジャガイモに存在する2種のRanGTPaseの内の一方が特異的に発現してくることを見出した。今後、この時期の同組織での高発現プロモーターを探索し、その制御下で内生RanGTPaseを高発現する。

  • 研究成果

    (22件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (19件)

  • [雑誌論文] Dynamic changes in the leaf proteome of a C3 xerophyte, Citrullus lanatus (wild watermelon), in response to water deficit2011

    • 著者名/発表者名
      Akashi, K., 他
    • 雑誌名

      Planta

      巻: 233 ページ: 947-960

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Responses of the photosynthetic electron transport system to excess light energy caused by water deficit in wild watermelon2011

    • 著者名/発表者名
      Sanda, S., 他
    • 雑誌名

      Physiol.Plant.

      巻: 142 ページ: 247-264

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Production of biologically active human thioredoxin 1 protein in lettuce chloroplasts2011

    • 著者名/発表者名
      Lim, S., 他
    • 雑誌名

      Plant Mol.Biol.

      巻: 76 ページ: 335-344

    • 査読あり
  • [学会発表] Perspectives of research on increasing photosynthesis in cyanobacteria by overcoming the limitations of CO2-fixing enzyme, RuBisCO2012

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      日本化学会第92春期年会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2012-03-26
  • [学会発表] メタン産生アーキアMethanospirillum hungateiにおけるRuBisCOとPRKを利用した新規CO2固定回路の解析2012

    • 著者名/発表者名
      河野卓成
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-25
  • [学会発表] バイオ・ディーゼル植物ヤトロファの登熟期果実における脂質代謝の転写制御2012

    • 著者名/発表者名
      明石欣也
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-24
  • [学会発表] N末端アセチル化修飾による葉緑体ATP合成酵素εサブユニットの量的制御2012

    • 著者名/発表者名
      星安紗希
    • 学会等名
      日本農芸化学会2012年度大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-23
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける長距離シグナルによる柵状組織の発達2012

    • 著者名/発表者名
      宗景(中島)ゆり
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] Flaveria属のC4光合成進化過程における光化学系I循環型電子伝達系の発達プロセスの解明2012

    • 著者名/発表者名
      中村有哉
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-18
  • [学会発表] バイオ燃料植物ジャトロファの脂肪酸代謝遺伝子群の転写制御2012

    • 著者名/発表者名
      明石欣也
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2012-03-17
  • [学会発表] Functional analysis of drought-induced transcriptional regulatory factors in the roots of wild watermelon2011

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Kato
    • 学会等名
      The 7th Asian Crop Science Association Conference
    • 発表場所
      Bogor, Indonesia(複数日ポスター発表)
    • 年月日
      20110927-20110929
  • [学会発表] Enhancement of cyclic electron flow around PS1 during evolution from C3 to C4 photosynthesis in Flaveria species2011

    • 著者名/発表者名
      Naoya Nakamura
    • 学会等名
      Godon Research Conferences : CO2 Assimilation in Plants : Genome to Biome
    • 発表場所
      Les Diablerets, Switzerland(複数日ポスター発表)
    • 年月日
      20110601-20110602
  • [学会発表] The molecular evolution of phosphoribulokinase for completion of the Calvin cycle2011

    • 著者名/発表者名
      Takunari Kono
    • 学会等名
      Godon Research Conferences : CO2 Assimilation in Plants : Genome to Biome
    • 発表場所
      Les Diablerets, Switzerland(複数日ポスター発表)
    • 年月日
      20110530-20110531
  • [学会発表] メタン産生アーキアMethanospirillum hungateiにおけるRuBisCOとPRKを利用した新規CO2固定回路の解析2011

    • 著者名/発表者名
      河野卓成
    • 学会等名
      ユーグレナ研究会第27回研究集会
    • 発表場所
      愛知県春日井市
    • 年月日
      2011-11-12
  • [学会発表] Citrullus and Jatropha: Harnessing plant genetic resources for biomass production in Botswana2011

    • 著者名/発表者名
      Kinya Akashi
    • 学会等名
      28th IPSR International Symposium (co-sponsored by JSPS-AASPP). "Crop Production in East Africa and Innovative Plant Stress Science"
    • 発表場所
      岡山県倉敷市(招待講演)
    • 年月日
      2011-10-07
  • [学会発表] メチオニン欠乏環境で機能する枯草菌メチオニン再生経路酵素RuBisCO-like proteinと光合成CO2固定酵素RuBisCOの比較研究2011

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      第84回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2011-09-24
  • [学会発表] 未来型植物生産システムを利用した医薬用タンパク生産野菜の開発事例と今後の応用~ヒトチオレドキシンを産出するレタスの開発~2011

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      2011食品産業の"食安全・新情報・食開発"特別セミナー
    • 発表場所
      大阪府大阪市(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-09
  • [学会発表] バイオ燃料植物ヤトロファの登熟期果実における代謝制御2011

    • 著者名/発表者名
      明石欣也
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] 強光・乾燥ストレス下における葉緑体ATP合成酵素εサブユニットの量的制御2011

    • 著者名/発表者名
      星安紗希
    • 学会等名
      第29回日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2011-09-08
  • [学会発表] 医薬用タンパク質ヒトチオレドキシンを葉緑体で産生するレタスの生産技術開発とその展望~レタスからのhTRX1生産と植物工場への応用研究~2011

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      (株)技術情報センター主催「植物工場による高付加価値物質生産の最新情報と技術開発動向」
    • 発表場所
      東京都千代田区(招待講演)
    • 年月日
      2011-08-05
  • [学会発表] RuBisCO and its challenges2011

    • 著者名/発表者名
      Yokota, A.
    • 学会等名
      International Conference of Photosynthesis Research for Sustainability
    • 発表場所
      Baku, Azerbaijan(招待講演)
    • 年月日
      2011-07-28
  • [学会発表] RuBisCOの機能進化研究~RuBisCO-like proteinの解析を通して~2011

    • 著者名/発表者名
      蘆田弘樹
    • 学会等名
      日本光合成学会若手の会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      2011-06-04

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公開日: 2013-06-26  

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