集光機能の改良に基づく無機栄養ストレス耐性作物の創出

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24780060
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京農業大学
• 研究代表者: 齋藤 彰宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (10610355)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: オオムギ / 集光性アンテナタンパク質 / 鉄欠乏 / 強光 / 形質転換 / 耐性作物 / タンパク質リン酸化

研究概要

鉄は葉緑体の電子伝達系の構成因子であり、安定した光合成を可能にする。仮に鉄が長期的に欠乏すると、葉緑体の電子伝達が異常となり、最終的に光酸化ストレスによって細胞死が起こる。本研究では、鉄欠乏オオムギの光合成機能の最適化を担う必須因子HvLhcb1.12に着目した。HvLhcb1.12は集光性アンテナタンパク質の一種であるが、そのN末端側には多数のリン酸化部位が存在する。本遺伝子をイネに導入した結果、過剰光条件下での収量が野生型のイネより約25%増加し、光酸化ストレスの回避に貢献することが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Fe deficiency induces phosphorylation and translocation of Lhcb1 in barley thylakoid membranes (2014)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Mizuho Shimizu, Hitomi Nakamura, Shoko Maeno, Eitaro Miwa, Kyoko Higuchi and Kintake Sonoike
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: Volume 588, Issue 12 ページ: 2042-2048
  • 査読あり
• [雑誌論文] Early senescence of the oldest leaves of Fe-deficient barley plants may contribute to phytosiderophore release from the roots (2014)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Higuchi, Jun Iwase, Yoshifumi Tsukiori, Daiki Nakura, Nahoko Kobayashi, Hidenori Ohashi, Akihiro Saito and Eitaro Miwa
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 巻: 10.1111 ページ: 12175
  • 査読あり
• [学会発表] 鉄欠乏オオムギ光化学系の含鉄タンパク質蓄積パターンの特徴(PF036) (2014)
  • 著者名/発表者名: 富澤隆章、齋藤彰宏、樋口恭子
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 20140318-19
• [学会発表] 鉄欠乏オオムギの葉緑体における鉄の分布(PF037) (2014)
  • 著者名/発表者名: 小川智美、齋藤彰宏、樋口恭子
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 20140318-19
• [学会発表] 鉄欠乏オオムギにおけるソース・シンクの代謝適応応答(PF041) (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬潤、月居佳史、名倉大貴、齋藤彰宏、三輪睿太郎、樋口恭子
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 20140318-19
• [学会発表] 鉄欠乏オオムギ下位葉の老化に伴って早期に発現が誘導される遺伝子の解析(PF084) (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口恭子、小林奈保子、内田裕也、齋藤彰宏
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 20140318-19
• [学会発表] 鉄欠乏耐性作物オオムギにおけるスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)の鉄欠乏による誘導(PF225) (2014)
  • 著者名/発表者名: 樋口恭子、尾畑玲、齋藤彰宏
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学五福キャンパス
  • 年月日: 20140318-19
• [学会発表] 光ストレス誘導型HvLhcb1遺伝子を導入したイネの収量改善効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤彰宏、加藤克紀、中島朋美、三輪睿太郎、樋口恭子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年年次大会
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] イネ科作物の鉄欠乏適応と同化産物分配パターンの関係 (2013)
  • 著者名/発表者名: 樋口恭子、岩瀬潤、月居佳史、名倉大貴、大橋英典、齋藤彰宏、三輪睿太郎
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2013年年次大会
  • 発表場所: 名古屋大学・東山キャンパス
  • 年月日: 20130911-13
• [学会発表] Supply of assimilates by old leaves contributes to barley growth under Fe deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Jun Iwase, Daiki Nagura, Yoshihumi Tsukiori, Akihiro Saito, Eitaro Miwa, Kyoko Higuchi
  • 学会等名: 17th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-2013)
  • 発表場所: Istanbul Convention and Exhibition Center, Istanbul, Turkey
  • 年月日: 20130819-22
• [学会発表] Ectopic expression of photooxidative stress-inducible barley gene, Lhcb1, in rice affects growth and photosynthetic responses (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Katsuki Kato, Shoko Maeno, Tomoko Nakajima, Eitaro Miwa, Kyoko Higuchi
  • 学会等名: 17th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-2013)
  • 発表場所: Istanbul Convention and Exhibition Center, Istanbul, Turkey
  • 年月日: 20130819-22
• [学会発表] Phosphorylation of Lhcb1 mediated by cytochrome b_6f is crucial for photosynthetic acclimation ot Fe deficiency in barley (2013)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Kyoko Higuchi, Kintake Sonoike
  • 学会等名: 16th International Congress on Photosynthesis Research
  • 発表場所: Hyatt Regency at the Arch, St.Louis, MO, USA
  • 年月日: 20130811-15
• [学会発表] 鉄栄養状態で変動するオオムギ集光性アンテナLhcb1アイソフォームの解析(PF027) (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤彰宏・片瀬莉子・前野祥子・中島朋美・三輪睿太郎・樋口恭子
  • 学会等名: 第54回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岡山大学津島キャンパス
  • 年月日: 20130321-23
• [学会発表] Comprehensive mechanism for adaptation of barley to Fe deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Higuchi, Akihiro Saito
  • 学会等名: 17th International Plant Nutrition Colloquium (IPNC-2013)
  • 発表場所: Istanbul Convention and Exhibition Center, Istanbul, Turkey
  • 年月日: 2013-08-19
• [学会発表] 光酸化ストレス応答性のオオムギ集光性アンテナHvLhcb1.12の機能解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤彰宏・加藤克紀・清水瑞穂・中村仁美・三輪睿太郎・樋口恭子
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学書写キャンパス
  • 年月日: 20120915-17
• [学会発表] 鉄欠乏条件下におけるオオムギの各ソース葉からシンク器官への転流 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬潤・齋藤彰宏・三輪睿太郎・樋口恭子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年年次大会
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス
  • 年月日: 20120904-08
• [学会発表] オオムギ由来の集光性アンテナを導入したイネ形質転換体の栄養ストレス適応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤彰宏・加藤克紀・清水瑞穂・中村仁美・三輪睿太郎・樋口恭子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2012年年次大会
  • 発表場所: 鳥取大学鳥取キャンパス
  • 年月日: 20120904-08
• [学会発表] Allocation of assimilated C in barley grown under Fe-deficient condition (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Higuchi, Akihiro Saito
  • 学会等名: 16th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP-2012)
  • 発表場所: UMass Conference Center, Amherst, MA, USA
  • 年月日: 20120617-21
• [学会発表] Metabolic adaptation to Fe deficiency in barley (2012)
  • 著者名/発表者名: Kyoko Higuchi, Akihiro Saito
  • 学会等名: 16th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP-2012)
  • 発表場所: UMass Conference Center, Amherst, MA, USA
  • 年月日: 20120617-21
• [学会発表] Functional validation of a long-term iron deficiency-inducible Lhcb1 isoform in transgenic rice plants (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Katsuki Kato, Mizuho Shimizu, Hitomi Nakamura, Kyoko Higuchi
  • 学会等名: 16th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP-2012)
  • 発表場所: UMass Conference Center, Amherst, MA, USA
  • 年月日: 20120617-21
• [学会発表] Photoadaptation and quality control of photosystem II in Fe-deficient barley leaves (2012)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Saito, Katsuki Kato, Mizuho Shimizu, Hitomi Nakamura, Kyoko Higuchi
  • 学会等名: 16th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants (ISINIP-2012)
  • 発表場所: UMass Conference Center, Amherst, MA, USA
  • 年月日: 20120617-21
• [備考]
  • URL: http://www.nodai.ac.jp/app/original/02shokubutsu/index.html