ストレス適応としての積極的成長抑制の分子機構

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25291060
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 柿本 辰男 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70214260)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 植物 / ストレス / 成長 / 情報伝達

研究実績の概要

本研究では、ストレスに応じた植物の積極的成長抑制機構を研究している。特に、葉の表皮の成長に注目している。葉の表皮においては、増殖性細胞であるメリスム母細胞(MMC)由来の表皮細胞が過半数を占め、MMCとしてのアイデンティティーはSPEECHLESS(SPCH)転写因子が決めている。高浸透圧に対する応答においては、SPCHがリン酸化されて不安定化されることによりMMC数、ひいてはすべての表皮細胞の数の減少が引き起こされる。高浸透圧に応答した成長抑制が正常にできない突然変異体を複数分離してその原因遺伝子を特定しており、これまでに、MIM1, CMT1, NRPD1aを見出しているが、一つの突然変異体においてはその原因遺伝子をいまだ特定できていない。また、アブシジン酸による細胞数減少においてはDELLAタンパク質が必須であり、また、高浸透圧応答とは違ってMAP kinase経路を介しないなどの違いがある。私たちは、DELLAはアブシジン酸により活性化されるSnRK2リン酸化酵素のリン酸化ターゲットであることを見出している。これらのリン酸化ターゲットのアミノ酸配列をアラニンに変えてリン酸下できなくしたRGA(DELLAの一つ)や酸性アミノ酸に置換してリン酸化ミミックしたRGAをシロイヌナズナに導入し、安定性などを調べる実験を行ったが、導入遺伝子のサプレッションがひどく、これを回避する方策を探っている。また、病原体ストレスによる成長抑制のモデル系として、フラジェリン応答を解析している。フラジェリンも葉の表皮の成長抑制を引き起こすが、その情報伝達系は高浸透圧応答とは別であることがわかった。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] 精華大学(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: 精華大学
• [国際共同研究] ケンブリッジ大学(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: ケンブリッジ大学
• [雑誌論文] 植物ホルモン研究の発展 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柿本辰男
  • 雑誌名: 遺伝 巻: 70 ページ: 348-349
• [学会発表] Distinct Characteristics of Indole-3-Acetic Acid and Phenylacetic Acid, Two Common Auxins in Plants. (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoko Sugawara, Kiyoshi Mashiguchi, Keita Tanaka, Shojiro Hishiyama, Tatsuya Sakai, Kousuke Hanada, Kaori Kinoshita-Tsujimura, Hong Yu, Xinhua Dai, Yumiko Takebayashi, Noriko Takeda-Kamiya, Tatsuo Kakimoto, Hiroshi Kawaide, Masahiro Natsume, Mark Estelle, Yunde Zhao, 他3名
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [学会発表] 師部特異的な転写因子か維管束ハターンを制御する仕組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 財前美希,久米佐和,Ye Zhang,光田展隆,吉積毅,近藤陽一,高木優,松井南,柿本辰男
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-17 – 2017-03-17
• [図書] 新しい植物ホルモンの科学 第3版 (2017)
  • 著者名/発表者名: 柿本辰男、他22名
  • 総ページ数: 181
  • 出版者: 講談社