オートファジー制御によるダイズ収量向上法の開発

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21658113
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境農学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 湯淺 高志 九州大学, 農学研究院, 准教授 (40312269)
• 研究分担者: 井上 眞理 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (60091394)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: オートファジー / 収量 / ダイズ / タンパク質分解 / 老化 / ATG

研究概要

植物においてオートファジーは細胞内タンパク質の非選択的分解とアミノ酸リサイクル,老化に働いており,栄養飢餓に応答してオートファジー関連遺伝子(ATG)が誘導されることが知られている.ダイズのオートファジー調節メカニズムを明らかにすることを目的にATG発現変動とエチレン応答について解析した.オートファゴソーム形成に関与するGmATG4とGmATG4,エチレン応答に関与するGmsACCS, GmERFFの発現変動を解析した.またGmATG8iとGmEins3のタンパク質レベルの変動をイムノブロットにより調べた.子葉を切除したダイズ幼植物を富栄養培地で前培養したのち, 1)富栄養処理、2)飢餓処理(+プロテアーゼ阻害剤),を行った,富栄養処理ではATG遺伝子およびエチレン応答遺伝子の発現レベルはほとんど変動しなかった。飢餓処理+プロテアーゼ阻害剤ではGmATG8i, GmATG4, GmACCSとの発現レベルは増大した.飢餓処理ではGmATG8iとGmEins3タンパク質レベルも増大した.以上の観察から飢餓処理とあわせてプロテアーゼ阻害剤によるアミノ酸リサイクルの低下がGmATG8iの発現調節に関与すること,飢餓ストレスに応答してエチレン合成の促進とエチレン応答シグナルの活性化がダイズATG関連遺伝子の発現調節に関与する可能性が示唆された.

研究成果

• [雑誌論文] Leaf senescence of soybean at reproductive stage is associated with induction of autophagyrelated genes, GmATG8c, GmATG8i and GmATG4 (2011)
  • 著者名/発表者名: Nang MPSH, Yuasa T, Tanigawa H, Ishibashi Y, Okuda M, Zheng S-H, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Plant Prod. Sci 巻: 14 ページ: 141-147
• [雑誌論文] Ethylene signal mediates induction of GmATG8i in soybean plants under starvation stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Oshima K, Ishibashi Y, Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechno.Biochem 巻: 75 ページ: 1408-1412
• [雑誌論文] Hydrogen peroxide spraying alleviates drought stress in soybean plants (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi Y, Yamaguchi H Yuasa T, Iwaya-Inoue M, Arima S, Zheng S-H
  • 雑誌名: J. Plant Physiol 巻: 168 ページ: 1562-1567
• [雑誌論文] Expression profiting of autophagy and ethylenerelated genes. Proc (2010)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Ishibashi Y, S-H Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M
  • 雑誌名: 7th International Joint Symp. Jpn. Korea 2010, 7 巻: 7 ページ: 150-154
• [雑誌論文] Nutrient starvation differentially regulates GmATG8i in soybean seedlings (2009)
  • 著者名/発表者名: Nang MPSH, Tanigawa H, Ishibashi Y, Zheng S-H, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Plant Biotechnol 巻: 26 ページ: 317-326
• [雑誌論文] A Function of flower stalk in droughtresistant of cowpea (2009)
  • 著者名/発表者名: Kurauchi E, Imamura M, Hashiguchi Y, Sakamoto T, Ishibashi Y, Yuasa T, Iwaya Inoue M.
  • 雑誌名: Proc. Japan Korea Int. Symp ページ: 20-25
• [雑誌論文] Stress signaling in soybean seedling (2009)
  • 著者名/発表者名: Okuda M, Nang MPSH, Minami V, Ishibashi Y, Yuasa T, Iwaya-Inoue M.
  • 雑誌名: Proc. Japan-Korea Mt. Symp ページ: 30-35
• [学会発表] マメ類の葉の老化・栄養転流におけるオートファジーの役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志・Nang Myint Phyu Sin Htwe・石橋勇志・井上眞理
  • 学会等名: 日本植物細胞分子生物学会
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 環境ストレスに応答したダイズのガラクチノール合成遺伝子発現とエチレンシグナル (2011)
  • 著者名/発表者名: 小島花織,奥田宗広,山口春香,石橋勇志,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] 乾燥ストレス下のササゲの各器官における窒素動態の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 倉内英梨子,今村雅和,橋口祐也,坂本貴浩,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 年月日: 2011-03-20
• [学会発表] ダイズの栄養飢餓ストレスで誘導されるオートファジーとエチレンシグナル (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 年月日: 2010-10-20
• [学会発表] ダイズ子実の登熟過程におけるエチレンおよびオートファジー関連遺伝子の発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝,湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 作物学会
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] ダイズ子実の登熟過程におけるエチレンおよびオートファジー関連遺伝子の発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広・Nang Myint phyu Sin Htwe・石橋勇志・鄭紹輝・湯淺高志・井上眞理
  • 学会等名: 日本作物学会
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] オートファジー制御による葉の老化調節とダイズ青立ち現象 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯淺高志
  • 学会等名: 第4回ダイズ研究会
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] ダイズの飢餓応答および葉の老化におけるオートファジーの役割 (2009)
  • 著者名/発表者名: 奥田宗広,小島花織,田島大地, Nang Myint Phyu Sin Htwe,石橋勇志,鄭紹輝.湯淺高志,井上眞理
  • 学会等名: 第五回ミヤコグサ・ダイズシンポジウム
  • 年月日: 2009-12-02
• [備考]
  • URL: http://bbs1.agr.kyushu-u,ac.jp/prweb2/bO2/