陸上植物の形態形成と重力-植物ホルモンを介した抗重力メカニズム-

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21570064
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 富山大学
• 研究代表者: 唐原 一郎 富山大学, 大学院・理工学研究部, 准教授 (60283058)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 植物 / 形態・構造 / 重力 / 細胞壁 / 植物ホルモン

研究概要

リグニン形成は植物が陸上進出する際に獲得した重要な抗重力反応である.リグニン形成を含めた植物の抗重力反応に植物ホルモンが関与するか否かを検証した.過重力刺激を与えたシロイヌナズナのトランスクリプトーム解析から,過重力により発現変化する遺伝子の中でオーキシン関連のものが多く含まれることが確認された.そこで過重力を与えたDR5 :: GUS形質転換体を用いて過重力処理区と1G対照区においてDR5 :: GUSの発現を調べた.その結果DR5 :: GUS形質転換体の花茎において強いGUS発現が検出された.またそのときの花茎におけるリグニン合成関連遺伝子の発現は増加した.次にシュート頂からのオーキシンの供給を絶つ目的で摘芯処理を行ったDR5 :: GUS形質転換体に過重力を与え解析を行った結果,過重力による花茎内のGUS発現増加は見られず,リグニン合成関連遺伝子の発現も増加しなかった.このことから過重力による花茎におけるリグニン形成の促進には内生オーキシン量の増加が関与することが示唆された.

研究成果

• [雑誌論文] Involvement of auxin dynamics in hypergravity-induced promotion of lignin-related genes expression in Arabidopsis inflorescence stems (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamaoki D, * Karahara, I., Nishiuchi T, Wakasugi T, Yamada K, Kamisaka S
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 巻: 62 ページ: 5463-5469
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須藤宇道, *唐原一郎, 山口駿, 玉置大介, 矢野幸子, 谷垣文章, 島津徹, 福井啓二, 笠原春夫, 桝田大輔, 山内大輔, 竹内美由紀, 峰雪芳宣, 上杉健太朗, 笠原宏一, 山田晃弘, 西谷和彦, 保尊隆享, 神阪盛一郎
  • 雑誌名: Space Utiliz. Res 巻: 27 ページ: 147-150
• [雑誌論文] 国際宇宙ステーションでのSpace Seed実験 (2010)
  • 著者名/発表者名: 神阪盛一郎, 唐原一郎, 笠原宏一, 山田晃弘, 矢野幸子, 谷垣文章, 笠原春夫, 桝田大輔, 嶋津徹, 福井啓二, 西谷一彦, 保尊隆享
  • 雑誌名: 生物工学 巻: 88(6) ページ: 288-291
  • 査読あり
• [雑誌論文] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎, 新谷悠, 玉置大介, 神阪盛一郎
  • 雑誌名: Space Utiliz. Res 巻: 26 ページ: 173-175
• [雑誌論文] Transcriptome profiling in Arabidopsis inflorescence stems grown under hypergravity in terms of cell walls and plant hormones (2009)
  • 著者名/発表者名: Tamaoki, D., * Karahara, I., Nishiuchi T., Oliveira, S. D., Schreiber, L., Wakasugi, T., Yamada, K., Yamaguchi, K., Kamisaka, S
  • 雑誌名: Adv. Space Res 巻: 44 ページ: 245-253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of altered gravity conditions on lignin and secondary wall formation in herbaceous dicots and woody plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Karahara, I., Tamaoki, D., Nishiuchi T., Schreiber, L., Kamisaka, S
  • 雑誌名: Biol. Sci. Space 巻: 23 ページ: 177-182
  • 査読あり
• [雑誌論文] エチレン非感受性シロイヌナズナ突然変異体の花茎におけるリグニン生合成関連遺伝子の発現に対する過重力刺激の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小林麻衣, 玉置大介, *唐原一郎, 神阪盛一郎
  • 雑誌名: Space Utiliz. Res 巻: 25 ページ: 6-8
• [雑誌論文] シロイヌナズナの花芽に対する過重力の影響についてのプロテオーム解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 須藤宇道, 浅野智哉, 玉置大介, *唐原一郎, 西内巧, 神阪盛一郎
  • 雑誌名: Space Utiliz. Res 巻: 25 ページ: 12-14
• [学会発表] 根の内部組織の発達に与える環境ストレスの影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎
  • 学会等名: 第123回日本森林学会大会
  • 発表場所: 宇都宮大学,栃木
  • 年月日: 20120326-29
• [学会発表] 国際宇宙ステーション「きぼう」におけるシロイヌナズナの生活環 (2012)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,須藤宇道,矢代宇視,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,嶋津徹,笠原春夫,笠原宏一,曽我康一,保尊隆享,神阪盛一郎
  • 学会等名: 第53回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 京都産業大学,京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] 国際宇宙ステーション「きぼう」におけるシロイヌナズナの栄養成長および生殖成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,須藤宇道,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,笠原春夫,笠原宏一,神阪盛一郎
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第25回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学,横浜
  • 年月日: 20110930-1001
• [学会発表] 国際宇宙ステーション「きぼう」で生長したシロイヌナズナ花茎の微細構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 弦巻伸,笠原宏一,唐原一郎,矢野幸子,谷垣文章,嶋津徹,笠原春夫,神阪盛一郎
  • 学会等名: 日本宇宙生物科学会第25回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学,横浜
  • 年月日: 20110930-1001
• [学会発表] 微小重力環境下におけるシロイヌナズナの栄養および生殖成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,須藤宇道,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,福井啓二,笠原春夫,桝田大輔,山内大輔,竹内美由紀,峰雪芳宣,上杉健太朗,笠原宏一,山田晃弘,西谷和彦,保尊隆享,西内巧,神阪盛一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学,東京
  • 年月日: 20110917-19
• [学会発表] Vegetative and reproductive growth of Arabidopsis under microgravity (2011)
  • 著者名/発表者名: Karahara I, Suto T, Yamaguchi T, Tamaoki D, Yano S, Tanigaki F, Shimazu T, Kasahara H, Kasahara H, Kamisaka S
  • 学会等名: XVIII 18th International Botanical Congress
  • 発表場所: Melbourne
  • 年月日: 20110724-30
• [学会発表] Space Seed-微小重力環境下におけるシロイヌナズナの生殖成長 (2011)
  • 著者名/発表者名: 須藤宇道,唐原一郎,山口駿,玉置大介,矢野幸子,谷垣文章,島津徹,福井啓二,笠原春夫,桝田大輔,山内大輔,竹内美由紀,峰雪芳宣,上杉健太朗,笠原宏一,山田晃弘,西谷和彦,保尊隆享,神阪盛一郎
  • 学会等名: 第27回宇宙利用シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所,相模原
  • 年月日: 20110124-25
• [学会発表] 重力と植物-植物から学ぶ技術 (2011)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎
  • 学会等名: 富山大学イブニング技術交流サロン
  • 発表場所: オークスカナルパークホテル富山,富山
  • 年月日: 2011-06-03
• [学会発表] Promotion of lysigenous aerenchyma formation in rice roots under osmotic stress-Visualization using X-ray Computed Tomography- (2011)
  • 著者名/発表者名: Karahara, I., Bando T, Tamaoki D, Yamauchi D, Uesugi K, Mineyuki Y
  • 学会等名: 7th International Conference on Structure and Function of Roots, Novy Smokovec
  • 発表場所: Slovakia, September
  • 年月日: 2011-05-09
• [学会発表] X線CTによる種子と実生の形態解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,山内大輔
  • 学会等名: 日本植物学会第74回大会シンポジウム
  • 発表場所: 中部大学,春日井
  • 年月日: 20100908-11
• [学会発表] Preparation and operation of space-based experiment on plant growth in kibo (2010)
  • 著者名/発表者名: S Yano, F Tanigaki, T Shimazu, H Kasahara, T Nakamura, I Karahara, T Hoson, S Kamisaka
  • 学会等名: named space seed, 38th COSPAR Scientific Assembly 2010
  • 発表場所: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
  • 年月日: 20100718-24
• [学会発表] Effect of hypergravity stimulus on gene expression related to lignin formation in inflorescence stems of ethylene-insensitive Arabidopsis mutant ein3-1 (2010)
  • 著者名/発表者名: M Kobayashi, D Tamaoki, I Karahara, S Kamisaka
  • 学会等名: 38th COSPAR Scientific Assembly 2010
  • 発表場所: Bremen Exhibition & Conference Center, Germany
  • 年月日: 20100718-24
• [学会発表] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,新谷悠,安藤名央子,玉置大介,神阪盛一郎
  • 学会等名: 第32回根研究集会
  • 発表場所: 農研機構・作物研究所,つくば市
  • 年月日: 20100420-21
• [学会発表] 異なる重力環境がシロイヌナズナの芽生えの成長に与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,新谷悠,玉置大介,神阪盛一郎
  • 学会等名: 第26回宇宙利用シンポジウム
  • 発表場所: JAXA宇宙科学研究所,相模原
  • 年月日: 20100125-26
• [学会発表] Proteome analysis of hypergravity effect on flower buds in Arabidopsis thaliana, 23rd Annual Meeting of JSBSS, Tsukuba (2009)
  • 著者名/発表者名: Sutoh, T., Asano, T., Tamaoki, D., Karahara, I., Nishiuchi, T., Kamisaka, S
  • 学会等名: The 23rd Annual Meeting of Japanese Society for Biological Sciences in Space
  • 発表場所: Tsukuba Space Center, JAXA, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20091002-03
• [学会発表] Effects of long-term hypergravity on the shoot development of Arabidopsis plants (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinohara, H., I. Karahara, Kume A., Tamaoki, D., Inoue, H., Kamisaka, S
  • 学会等名: 23rd Annual Meeting of Japanese Society for Biological Sciences in Space
  • 発表場所: Tsukuba Space Center, JAXA, Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20091002-03
• [学会発表] 国際宇宙ステーション日本実験棟「きぼう」での植物実験「Space Seed」～筑波宇宙センターとケネディ宇宙センターでの播種作業を終えて～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 岡本絵美,唐原一郎,須藤宇道,神阪盛一郎
  • 学会等名: 2009年度富山大学コラボフェスタ
  • 発表場所: オークスカナルパークホテル,富山
  • 年月日: 2009-07-07
• [学会発表] 植物は宇宙で生活環を全うできるか?～国際宇宙ステーションでの植物実験「Space Seed」～ (2009)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎,玉置大介,神阪盛一郎
  • 学会等名: 2009年度富山大学コラボフェスタ
  • 発表場所: オークスカナルパークホテル,富山
  • 年月日: 2009-07-07
• [図書] 「全載電子顕微鏡法」「超高圧電子顕微鏡」「内皮」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎
  • 総ページ数: 751, 864, 958
  • 出版者: 東京化学同人
• [図書] 「根」「植物細胞」「細胞膜を横切る物質輸送」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 唐原一郎
  • 総ページ数: 32-39, 68-79, 80-85, 32-39
  • 出版者: 培風館
• [備考] 唐原一郎(2009),宇宙実験サクッと解説: Space Seed編,宇宙航空研究開発機構ウェブサイト
  • URL: http://kibo.jaxa.jp/experiment/theme/first/spaceseed/kaisetsu_1.html
• [備考] 唐原一郎(2009),地球の重力は植物の進化にどのような役割を果たしたのだろうか,富山大学理学部ウェブサイト・トピックス
  • URL: http://www.sci.u-toyama.ac.jp/topics_old/topics
• [産業財産権] 植物培養方法及び植物培養装置 (2012)
  • 発明者名: 久米篤,唐原一郎
  • 権利者名: 国立大学法人富山大学
  • 産業財産権番号: 特許、特許第4899052号
  • 取得年月日: 2012-01-13