アルミニウムのエネルギー代謝への影響に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21580078
• 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: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 山本 洋子 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (50166831)
• 研究分担者: 佐々木 孝行 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (60362985)
• 連携研究者: 泉 洋平 岡山大学, 資源植物科学研究所, 技術職員 (10457210) ; 山本 泰 岡山大学, 理学部, 教授 (40091251) ; 信濃 卓郎 農研機構, 北海道農業研究センター (20235542) ; 中村 卓治 農研機構, 作物研究所 (60399425) ; 岡崎 圭毅 農研機構, 北海道農業研究センター (40414750)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: アルミニウム耐性 / ALMT1遺伝子 / インベルターゼ / 細胞伸張阻害機構 / スクロース輸送体 / 糖代謝 / メタボローム解析 / Vacuolar Processing Enzyme(VPE)

研究概要

アルミニウムイオンは、酸性土壌における主要な作物生育阻害因子である。アルミニウムによる障害機構ならびに植物が持つ耐性機構について、エネルギー代謝(糖代謝)に着目し、主として、タバコ培養細胞株とタバコ植物体を用いて解析した。その結果、エネルギー代謝を呼吸から乳酸発酵に変換することで、アルミニウムが誘発するミトコンドリアの機能不全に基づく活性酸素種(ROS)の生成を抑制する新しい耐性機構を見いだした。

研究成果

• [雑誌論文] The identification of aluminium-resistance genes provides opportunities for enhancing crop production on acid soils (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryan, P. R., Tyerman, S. D., Sasaki, T., Furuichi, T., Yamamoto, Y., Zhang, W.-H. and Delhaize, E.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 巻: 62 ページ: 9-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extracellular hydrophilic carboxy-terminal domain regulates the activity of TaALMT1, the aluminum-activated malate transport protein of wheat (2010)
  • 著者名/発表者名: Furuichi, T., Sasaki, T., Tsuchiya, Y., Ryan, P. R., Delhaize, E. and Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: Plant J 巻: 64 ページ: 47-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Aluminium reduces sugar uptake in tobacco cell cultures : A potential cause of inhibited elongation but not of toxicity (2010)
  • 著者名/発表者名: Abdel-Basset, R., Ozuka, S., Demiral, T., Furuichi, T., Sawatani, I., Baskin, T. I., Matsumoto, H. and Yamamoto, Y.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot 巻: 61 ページ: 1597-1610
  • 査読あり
• [学会発表] 植物細胞におけるアルミニウムによる細胞死誘発機構の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本洋子、TijenDemiral、佐々木孝行、佐野俊夫、馳澤盛一朗、泉洋平
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20120316-18
• [学会発表] Roles of sucrose transporter under aluminum stress in tobacco (2011)
  • 著者名/発表者名: Sameeullah, M., Sasaki, T. and Yamamoto, Y.
  • 学会等名: International Symposium "Strategies of Plants against Global Environmental Changes"
  • 発表場所: Kurashiki, Japan
  • 年月日: 20111208-10
• [学会発表] アルミニウム耐性ならびに感受性タバコ培養細胞における糖代謝の比較解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 泉洋平、佐々木孝行、山本洋子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 20110808-10
• [学会発表] タバコ培養細胞を用いたアルミニウムに応答した有機酸放出に伴う代謝変動の網羅的解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本洋子、信濃卓郎、中村卓司、岡崎圭毅、泉洋平、佐々木孝行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20110808-10
• [学会発表] Role of sucrose transporter(NtSUT1) in aluminum toxicity and tolerance mechanisms in tobacco cells. Annual Meeting of the Japanese Society of Soil Science and Plant Nutrition (2011)
  • 著者名/発表者名: Sameeullah, M., Sasaki, T., Yamamoto, Y.
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20110808-10
• [学会発表] タバコにおけるアルミニウムによる液胞インベルターゼ活性の促進 (2011)
  • 著者名/発表者名: 斉格奇白、佐々木孝行、山本洋子
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20110320-22
• [学会発表] A novel mechanism to overcome aluminum toxicity in plants : Repression of ROS production by an enhancement of glycolysis. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Shinano, T., Nakamura, T., Okazaki, K., Izumi, I. and Sasaki, T.
  • 学会等名: Ninth Keele Meeting on Aluminium
  • 発表場所: Niagara-on-the-lake, Ontario, Canada
  • 年月日: 20110219-23
• [学会発表] Novel mechanisms of aluminum toxicity and tolerance in plants (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y. and Sasaki, T
  • 学会等名: The fifith JKUAT Scientific, Technological and Industrialization Conference
  • 発表場所: Nairobi, Kenya
  • 年月日: 20101117-19
• [学会発表] アルミニウムが糖代謝におよぼす影響:タバコ細胞における代謝変動の網羅的解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本洋子、信濃卓郎、中村卓司、岡崎圭毅、泉洋平、佐々木孝行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20100907-09
• [学会発表] アルミニウムストレス下の植物細胞における有機酸放出が糖代謝へ与える影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山本洋子、藤川雅子、小松和枝、斉格奇白、古市卓也、佐々木孝行
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 20100318-21
• [学会発表] 植物におけるアルミニウムの糖代謝への影響(1)糖の取り込みと消費への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山本洋子、斉格奇白、藤川雅子、小松和枝、古市卓也、佐々木孝行
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20090915-18
• [学会発表] 植物におけるアルミニウムの糖代謝への影響(2)インベルターゼ活性への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 斉格奇白、佐々木孝行、山本洋子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20090915-18
• [学会発表] Aluminum reduces sugar uptake in tobacco : a potential cause of cell elongation inhibition but not of cell death (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Abdel-Basset, R., Rikiishi, S., Ozuka, S., Demiral, T., Furuichi, T., Sawatani, I., Baskin, T. I., Matsumoto, H. and Sasaki, T.
  • 学会等名: The 7th International Symposium on Plant-Soil Interactions at Low pH
  • 発表場所: Guangzhou, China
  • 年月日: 20090517-21
• [備考]
  • URL: http://www.rib.okayama-u.ac.jp/plant.growth/index-j.html