温度環境変動と植物ストレス応答解析

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23380003
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 育種学
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 内宮 博文 埼玉大学, 環境科学研究センター, 教授 (50142229)
• 研究期間 (年度): 2011-11-18 – 2014-03-31
• キーワード: 温暖化 / 二酸化炭素 / 酸性土壌 / メタボローム解析 / ゲノム解析

研究概要

本研究は、温度環境変動における植物代謝に関与する因子の活性化、代謝物とストレス耐性との関係を解析する目的で研究を行った。異なる植物を材料として、メタボロームやゲノム解析による検証を行った。アミノ酸、有機酸、ヌクレオチド化合物など広範囲な代謝物の変動を多変量解析により統合化した。また、温暖化と密接な関係のある二酸化炭素、酸性土壌中の金属イオンの効果や代謝産物の変動を検討し、特異的代謝系の推定を可能にした。

研究成果

• [雑誌論文] Effects of NADK2 overexpression on primary metabolite profiles in rice (2014)
  • 著者名/発表者名: Onda, Y., Takahara, K., Miyagi, A., Uchimiya, H. and Kawai-Yamada, M
  • 雑誌名: Plant Biology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Culture temperature affects gene expression and metabolic pathways in the 2-methylisoborneolproducing cyanobacterium Pseudanabaena galeata (2014)
  • 著者名/発表者名: Kakimoto, M., Ishikawa, T., Miyagi, A., Saito, K., Miyazaki, M., Asaeda, T., Yamaguchi, M., Uchimiya, H. and Kawai-Yamada, M
  • 雑誌名: Journal of Plant Physiology 巻: 171 ページ: 292-300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolome analysis of food-chain between plants and insects (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Kawai-Yamada, M., Uchimiya, M., Ojima, N., Suzuki, K. and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 9 ページ: 1254-1261
  • 査読あり
• [雑誌論文] An antagonist treatment in combination with tracerexperiments revealed isocitrate pathway dominant to oxalate biosynthesis in Rumex obtusifolius L (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Uchimiya, M., Kawai- Yamada, M. and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 9 ページ: 590-598
  • 査読あり
• [雑誌論文] NAD+ accumulation as a metabolic off switch for orthodox pollen (2013)
  • 著者名/発表者名: Hashida, S. N., Kawai-Yamada, M., and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 8 ページ: e23937.1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of plant Bax Inhibitor-1 in suppressing H2O2-induced cell death (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa, T., Uchimiya, H., and KawaiYamada, M
  • 雑誌名: In Lester Packer, editors : Hydrogen Peroxide and cell signaling, Part B 巻: 527 ページ: 239-256
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plastidic protein Cdf1 is essential in Arabidopsis embryogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Yamada, M., Nagano, M., Kakimoto, M., and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Planta 巻: 239 ページ: 39-46
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deletion of the transcriptional regulator cyAbrB2 de-regulates primary carbon metabolism in Synechocystis sp. PCC 6803 (2013)
  • 著者名/発表者名: Kaniya, Y., Kisawa, A., Miyagi, A., Kawai-Yamada, M., Uchimiya, H., Kaneko, Y., Nishiyama, Y. and Hihara, Y
  • 雑誌名: Plant Phys 巻: 162 ページ: 1153-1163
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impact of aluminium stress in oxalate and other metabolites in Rumex obtusifolius (2013)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Uchimiya, M., Kawai- Yamada, M. and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Weed Research 巻: 53 ページ: 30-41
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plant sphingolipid fatty acid 2-hydroxylases have unique characters unlike their animal and fungus counterparts (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Uchimiya, H., KawaiYamada, M
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 7 ページ: 1388-1392
  • 査読あり
• [雑誌論文] NAD+ accumulation during pollen maturation in Arabidopsis regulating onset of germination (2012)
  • 著者名/発表者名: Hashida, S.N., Takahashi, H., Takahara, K., Kawai-Yamada, M., Kitazaki, K, Shoji, K., Goto, F., Yoshihara, T., Uchimiya, H
  • 雑誌名: Molecular Plant 巻: 6 ページ: 216-225
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arabidopsis sphingolipid fatty acid 2-hydroxylases (AtFAH1 and AtFAH2) are functionally differentiated in fatty acid 2-hydroxylation and stress responses (2012)
  • 著者名/発表者名: Nagano, M., Takahara, K., Fujimoto, M., Tsutsumi, N., Uchimiya, H., Kawai- Yamada, M
  • 雑誌名: Plant Phys 巻: 159 ページ: 1138-1148
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small acidic protein 1 acts with RUB modification components, the COP9 signalosome and AXR1, to regulate growth and development of Arabidopsis thaliana (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakasone, A., Fujiwara, M., Fukao, Y., Biswas, K.K., Rahman, A., Kawai-Yamada, M., Narumi, I., Uchimiya, H., Oono, Y
  • 雑誌名: Plant Phys 巻: 163 ページ: 93-105
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Gsp1 triggers sexual developmental program including inheritance of chloroplast DNA and mitochondrial DNA in Chlamydomonas reinhardtii (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura, Y., Shikanai, T., Nakamura, S., Kawai-Yamada, M., Uchimiya, H
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 24 ページ: 2401-2414
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitrate addition alleviates ammonium toxicity without lessening ammonium accumulation, organic acid depletion and inorganic sation depletion in Arabidopsis thaliana shoots (2012)
  • 著者名/発表者名: Hachiya, T., Watanabe, C.K., Fujimoto, M., Ishikawa, T., Takahara, K., Kawai-Yamada, M., Uchimiya, H., Uesono, Y., Terashima, I., Noguchi, K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol 巻: 53 ページ: 577-591
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular distinction in genetic regulation of nonphotochemical quenching in rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Kasajima, I., Ebana, K., Yamamoto, T., Takahara, K., Yano, M., Kawai-Yamada, M., Uchimiya, H
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 108 ページ: 13835-13840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fate of 13C in metabolic pathways and effects of High CO2 on the alteration of metabolites in Rumex obtusifolius L (2011)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Takahara, K., Kasajima, I., Takahashi, H., Kawai-Yamada, M. and Uchimiya, H
  • 雑誌名: Metabolomics 巻: 7 ページ: 524-535
  • 査読あり
• [学会発表] Metabolome analysis of soluble oxalate accumulation in Rumex obtusifolius L (2014)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, A., Uchimiya, H. and KawaiYamada. M
  • 学会等名: Plant Gene Discovery & "Omics" Technologies
  • 発表場所: Wien, Austria
  • 年月日: 20140217-18
• [学会発表] Metabolomic improvement of NAD(P)(H) biosynthesis in plants (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Yamada, M., Sato, Y. and Uchimiya. H
  • 学会等名: Plant Gene Discovery & "Omics" Technologies
  • 発表場所: Wien, Austria
  • 年月日: 20140217-18
• [学会発表] Functional association of cell death suppressor Arabidopsis Bax Inhibitor-1 with lipid metabolism (2013)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Yamada, M., Ishikawa, T., Nagano, M., Nakasone A. and Uchimiya, H
  • 学会等名: 2013 Plant Symposium of the SEB, Oxidative stress and cell death in plants : mechanisms and implications
  • 発表場所: Florence, Italy
  • 年月日: 20130726-28
• [学会発表] ガンマ線がエゾノギシギシのシュウ酸代謝に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北野沙也佳, 宮城敦子, 川合真紀, 内宮博文, 山口雅利, 大野豊, 長谷純宏, 鳴海一成
  • 学会等名: 第8回高崎量子応用研究シンポジウム
  • 発表場所: 高崎
  • 年月日: 2013-10-11
• [学会発表] 植物におけるシュウ酸蓄積機構のメタボローム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮城敦子, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第8回メタボロームシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-10-03
• [学会発表] Δ8スフィンゴ脂質不飽和化酵素の酵素活性に関わる領域の検索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中曽根光, 石川寿樹, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第26回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] シロイヌナズナの脂肪酸伸長酵素の蒸散制御への寄与 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柿沼悠太, 石川寿樹, 長野稔, 山口雅利, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第26回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-16
• [学会発表] シロイヌナズナの低温ストレス応答におけるスフィンゴリピドーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川寿樹, 長野稔, 中曽根光, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第26回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-15
• [学会発表] Al3+存在下における高シュウ酸植物エゾノギシギシのメタボローム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮城敦子, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第78回日本植物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-14
• [学会発表] ガンマ線が高シュウ酸植物の代謝に及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 北野沙也佳, 宮城敦子, 大野豊, 長谷純弘, 鳴海一成, 山口雅利, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第78回日本植物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-14
• [学会発表] 蒸散制御におけるシロイヌナズナの脂肪酸伸長酵素 AtELO1 の機能解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 柿沼悠太, 石川寿樹, 長野稔, 山口雅利, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第78回日本植物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] 出芽酵母発現系を用いたスフィンゴ脂質長鎖塩基Δ8位不飽和化酵素のドメイン解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中曽根光, 石川寿樹, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第78回日本植物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] シロイヌナズナの低温応答におけるスフィンゴ脂質代謝動態 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川寿樹, 中曽根光, 長野稔, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第78回日本植物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-13
• [学会発表] シュウ酸合成阻害エゾノギシギシのメタボローム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 宮城敦子, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第31回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Molecular analaysis of Arabidopsis Δ8-sphingolipid desat urase under cold stress (2011)
  • 著者名/発表者名: Iwabuchi, M., Nagano, M., Ishikawa, T., Yamaoka, Y., Nishida, I., Uchimiya, H. and Kawai-Yamada, M
  • 学会等名: The 4th Asian Symposium on Plant Lipids
  • 発表場所: Hong Cong, China
  • 年月日: 2011-12-03
• [学会発表] Proteome analysis to identify membrane microdomain proteins involved in regulation of stress-induced cell death (2011)
  • 著者名/発表者名: Kawai-Yamada, M., Ishikawa, T., Nagano, M., Aki, T., Yanagisawa, S. and Uchimiya, H
  • 学会等名: 3rd International Symposium on Frontiers in Agriculture Proteome Research
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2011-11-08
• [学会発表] バイオマス資源雑草のメタボローム解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城敦子, 川合真紀, 内宮博文
  • 学会等名: 第6回メタボロームシンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2011-10-14
• [学会発表] 植物のスフィンゴ脂質脂肪酸 2-ヒドロキシラーゼの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 長野稔, 石川寿樹, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Bax inhibitor-1 による細胞死制御機構に関与するイネ長鎖塩基Δ4 不飽和化酵素の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川寿樹, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 日本植物脂質科学研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] Bax Inhibitor-1 の酸化ストレス耐性機構に関与する細胞膜マイクロドメインタンパク (2011)
  • 著者名/発表者名: 石川寿樹, 秋利彦, 柳澤修一, 長野 稔, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第76回日本植物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] シロイヌナズナΔ8-スフィンゴ脂質不飽和化酵素の低温応答における機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岩渕充, 長野稔, 石川寿樹, 内宮博文, 川合真紀
  • 学会等名: 第76回日本植物学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] 細胞内還元力プールの改変による植物バイオマス制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 川合真紀, 高原健太郎, 恩田弥生, 内宮博文
  • 学会等名: 植物細胞分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-09-07
• [学会発表] 雑草のバイオマス生産制御とメタボローム解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宮城敦子, 川合真紀, 内宮博文
  • 学会等名: 植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2011-09-07
• [産業財産権] シュウ酸濃度が低減された植物体の製造法 (2013)
  • 発明者名: 大野豊, 鳴海一成, 長谷純弘, 川合真紀, 北野沙也佳, 宮城敦子, 内宮博文
  • 権利者名: 大野豊, 鳴海一成, 長谷純弘, 川合真紀, 北野沙也佳, 宮城敦子, 内宮博文
  • 産業財産権番号: 特願2013-023290
  • 出願年月日: 2013-02-28