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2023 年度 実施状況報告書

宇宙農業を目指した基礎的研究:重力に応答した植物の姿勢制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K05933
研究機関鳥取大学

研究代表者

岡 真理子  鳥取大学, 農学部, 准教授 (20324999)

研究分担者 宮本 健助  大阪公立大学, 国際基幹教育機構, 客員研究員 (10209942)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードオーキシン極性移動 / カルシウム / 黄化エンドウ芽生え
研究実績の概要

微小重力環境下で育てたエンドウのオーキシン極性移動能は低下し、傾斜成長をする。また、カルシウムインジケーターであるFluo-8を用いて蛍光を観察したところ、いずれの処理区においても導管付近と表皮で蛍光が認められ、オーキシン排出関連タンパク質であるPsPIN1が局在しているのと同様の組織にカルシウムが蓄積することが明らかとなった。重力応答変異体であるageotropumにおいては、カルシウム含有量、オーキシン極性移動能のいずれも重力応答が正常であるAlaska品種と比較して低下しており、このことからもカルシウムがオーキシン極性移動を調節している可能性が示された。
重力が細胞骨格の動態に影響を与えることが報告されていることから、細胞骨格の変化によるカルシウムの動態とオーキシン極性移動への影響を明らかにするために、微小管重合阻害剤のオリザリンあるいはアクチン重合阻害剤のサイトカラシン存在下で発芽、生育させた黄化エンドウ芽生え(品種:Alaska)のカルシウム含有量とオーキシン極性移動能を調べた。オリザリンを処理した黄化エンドウ芽生えの地上部のカルシウム含有量は、コントロールと同程度であったが、サイトカラシンを処理した場合は、カルシウム含有量が減少した。また、オリザリンを処理した黄化エンドウ芽生えのオーキシン極性移動能はコントロールと同程度であったが、サイトカラシンを処理した黄化エンドウのオーキシン極性移動能は低下する傾向が認められた。これらの結果から、アクチンの重合が、カルシウム動態およびオーキシン極性移動に影響することが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

PsPINの局在の経時変化を調べるために、PsPINに蛍光タンパク質を接続させた形質転換エンドウを作出する予定であるが、形質転換植物の作成に手間取ってい る。

今後の研究の推進方策

PsPINに蛍光タンパク質を接続させた形質転換エンドウの作出は引き続き行う予定ではあるが、それと並行して、カルシウムチャネル阻害剤やカルシウムキレート剤を処理したときのPsPINの局在を免疫染色でも観察する予定である。アクチン重合阻害剤により、カルシウム含量が減少し、オーキシン極性移動能が低下したことから、カルシウムチャネル阻害剤GdCl3、カルシウムキレート剤EGTA存在下や擬似微小重力環境下で、オーキシン極性移動が低下した黄化エンドウ芽生えにおいて、アクチン骨格の変化を調べ、細胞骨格の変化、カルシウムの動態およびオーキシン極性移動にどのような関係性が認められるかを明らかにする予定である。

次年度使用額が生じた理由

物品の購入を翌年度に回したため、36,300円のわずかな残額が生じたが、概ね予定通りに使用しており、令和5年度の残予算で今年度に使用する物品を購入する予定である。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Effects of hypergravity in a centrifuge and simulated microgravity on a horizontal clinostat on tuber formation in single-nodal stem segments from potato (Solanum tuberosum L.) sprouts2024

    • 著者名/発表者名
      Yuto Saeki, Kazuyuki Wakabayashi, Takayuki Hoson, Haruka Sasaki, Mariko Oka, Yoshiaki Kitaya, Kensuke Miyamoto, Kouichi Soga
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space

      巻: 38 ページ: 8-17

    • DOI

      10.2187/bss.38.8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hypergravity conditions inhibit elongation growth and polar auxin transport in epicotyls of etiolated pea seedlings2023

    • 著者名/発表者名
      Tadataka Murayama, Mariko Oka, Kensuke Miyamoto
    • 雑誌名

      Biological Sciences in Space

      巻: 37 ページ: 1-11

    • DOI

      10.2187/bss.37.1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 黄化エンドウ芽生えにおけるカルシウムイオンの局在及びオーキシン極性移動に対する細胞骨格の動態変化の影響2023

    • 著者名/発表者名
      玉井理咲子、富永惇希、宮本健助、岡真理子
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第37回大会

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公開日: 2024-12-25  

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