• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2012 年度 実績報告書

水ストレス下のマメ科作物の窒素・糖・水の動態解析による乾燥耐性メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 23380013
研究機関九州大学

研究代表者

井上 眞理  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60091394)

研究分担者 湯淺 高志  九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40312269)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード転流 / オートファジー / 乾燥ストレス
研究概要

アフリカのサヘル地域において広く栽培されるマメ科植物のササゲの特異的な乾燥ストレス耐性の解析は、乾燥地域の農業体系を構築する上でも重要な情報となる。本研究では、ササゲの子実成分を構成する窒素や糖および水に着目し、葉や子実など各器官の動態を調べた。ササゲは、子実肥大期に乾燥を受けると急速な葉の老化と子実の登熟を引き起こすことで収量を維持できることが知られている。そこで、ササゲの乾燥下での登熟機構を明らかにするために、葉の老化に着目して解析を行った。葉の老化の指標としては、高等植物における積極的な細胞内容物の分解機構として着目されているオートファジー(autophagy)を用いた。
本研究では、乾燥・摘葉・摘莢の処理を行い、乾燥条件下におけるササゲの葉における栄養状態と葉の老化の誘導の関係性を解析した。その結果、ササゲの葉は乾燥区、乾燥+摘葉区、乾燥+摘莢区において光合成を速やかに停止させることが明らかした。また、葉の老化とATGの発現は、乾燥区と乾燥+摘葉区において促進され、乾燥+摘莢区においては抑制された。これらのことから、乾燥による急激な同化産物の供給停止が葉における糖飢餓状態を引き起こした結果、オートファジーが誘導され、葉における糖の分解と子実への転流が促進されるというメカニズムが示唆された。また、ダイズを対象に、糖飢餓シグナルに応答したダイズのbZIP型転写因子とアミノ酸転流関連遺伝子の発現誘導および発芽時の活性酸素の役割についても合わせて発表した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

本課題に関する原著論文を3報発表し、また、学会発表5件(国際会議1件を含む)で成果を公表しており、最終年度に向かってとりまとめを行っている。

今後の研究の推進方策

オートファジーの誘導は乾燥ストレスによって引き起こされる葉の糖含量に依存するかどうかについて、ササゲやダイズなどマメ科作物実生へのスクロース飢餓処理を行い、ATGsの発現について検討する。また、葉における窒素含量とスクロース含量の動態とATGsの発現の関係について、デンプン等の不溶性糖の分解の時期と転流とオートファジーにより分解されたアミノ酸が子実へと転流される時期との関係について検討する。これにより、乾燥ストレスにより誘導されるマメ科作物の糖とアミノ酸の転流機構を明らかにする。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Starvation signal mediates induction of autophagy- and amino acid catabolism-related genes in cowpea seedling2013

    • 著者名/発表者名
      Kaneko, A., E. Noguchi, Y. Ishibashi, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
    • 雑誌名

      American Journal of Plant Sciences

      巻: 4 ページ: 647-653

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of soybean seed germination through ethylene production in response to reactive oxygen species2013

    • 著者名/発表者名
      Ishibashi Y, Y. Koda, S. H. Zheng, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: 111 ページ: 95-102

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Causative factors of decreasing flower number in cowpea under drought stress during flowering stage2012

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto, T., Y. Hashiguchi, E. Kurauchi, M. Imamura, Y. Ishibashi, S. Muranaka, T. Yuasa and M. Iwaya-Inoue
    • 雑誌名

      Cryobiol. Cryotechnol.

      巻: 58 ページ: 81-85

    • 査読あり
  • [学会発表] マメ科作物ササゲの乾燥に応答した花成調節の分子メカニズムの解析

    • 著者名/発表者名
      今村雅和,金子彩実,野口英里,坂本貴浩,内八重愛,橋口祐也,倉内英梨子,有村恵,石橋勇志,湯淺高志,井上眞理
    • 学会等名
      日本植物細胞分子生物学会
    • 発表場所
      奈良先端大学
    • 招待講演
  • [学会発表] オートファジーによる老化・栄養転流の調節メカニズム

    • 著者名/発表者名
      湯淺 高志,金子 彩実,Nang Myint Phyu Sing Twe,石橋 勇志,井上 眞理
    • 学会等名
      園芸学会
    • 発表場所
      福井県立大学
    • 招待講演
  • [学会発表] ササゲの子実肥大期における乾燥ストレスに伴う老化調節メカニズムの解析

    • 著者名/発表者名
      金子彩実,野口英理,石橋勇志,湯淺高志,井上眞理
    • 学会等名
      第6回トランスポーター研究会
    • 発表場所
      福岡歯科大学
  • [学会発表] 糖飢餓シグナルに応答したダイズのbZIP型転写因子とアミノ酸転流関連遺伝子の発現誘導

    • 著者名/発表者名
      金子彩実,長澤友里,田島大地,湯淺高志,石橋勇志,井上眞理
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      岡山大学
  • [学会発表] The role of sgar signals in autophagy during reproductive stages of cowpea

    • 著者名/発表者名
      Ayami Kaneko, Yushi Ishibashi, Takashi Yuasa and Mari Iwaya-Inoue
    • 学会等名
      International Joint Symposium between Japan and Korea 2012
    • 発表場所
      韓国

URL: 

公開日: 2014-07-24  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi