リアルタイムｉｎ ｓｉｔｕ細胞計測による水稲胚乳の高温ストレス応答機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24380013
• 研究機関: 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構
• 研究代表者: 和田 博史 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター水田作研究領域, 主任研究員 (40533146)
• 研究分担者: 森田 敏 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 九州沖縄農業研究センター水田作研究領域, 上席研究員 (40391453)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: 作物学 / 環境ストレス / 細胞生理計測 / 澱粉代謝

研究実績の概要

今年度，サイトスペシフィックに乳白粒発生の要因を明らかにするため，白濁推定部位である玄米内側，および透明化した外側の組織をそれぞれ採取し，短期の高温乾燥風による澱粉合成および糖代謝・糖輸送に関わる酵素遺伝子の発現を経時的に解析した．
白濁部位である玄米内側の組織では，48時間高温乾燥風の処理期間中，一時的な水分状態低下が起き，これに呼応する形で解析を行った澱粉合成に関わる大半の遺伝子発現は24時間目までにダウンレギュレートされ，48時間目まで低く推移し，処理終了後4時間以内に回復し，翌日には対照区レベルまで完全に回復した．以上のサイトスペシフィックな遺伝子発現解析から，高温乾燥風下では，活発に澱粉集積が起こっている内側の細胞層において，リング状の白濁形成に先立って，澱粉合成が一時的に抑制されている可能性が示唆された．一方，長期の高温によって発生した乳白粒においてα-アミラーゼの発現が増大しており，既往の成果に一致する傾向が確認されたことから，長期の高温と短期の高温乾燥風とでは白濁に至る機作が異なる可能性も示唆された．
以上の結果を要約すると，短期の高温乾燥風処理に伴う水ストレス条件下の胚乳細胞で浸透調節が起こると同時に，澱粉合成に関わる大部分の遺伝子発現が一時的に低下することにより，その後白濁リング形成に至ることが強く示唆された．

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rice chalky ring formation caused by temporal reduction in starch biosynthesis during osmotic adjustment under foehn-induced dry wind (2014)
  • 著者名/発表者名: Wada H, Masumoto-Kubo C, Gholipour Y, Nonami H, Tanaka F, Erra-Balsells R, Tsutsumi K, Hiraoka K, Morita S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9（10） ページ: e110374
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0110374
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Pressure Probe Electrospray Ionization for one cell metabolite/protein analyses. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakashima T, Wada H, Morita S, Takemori N, Takemori A, Erra-Balsells R, Hiraoka K, Nonami H
  • 学会等名: The 63th Annual Conference on Mass Spectrometry in Japan, The Mass Spectrometry of Science in Japan
  • 発表場所: つくば国際会議場（つくば市）
  • 年月日: 2015-06-17 – 2015-06-19
  • 招待講演
• [備考]
  • URL: http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0110374