穀物の種子登熟過程におけるオートファジーの役割

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25660049
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 朽津 和幸 東京理科大学, 理工学部, 教授 (50211884)
• 研究分担者: 来須 孝光 東京工科大学, 応用生物学部, 助教 (50422499)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: オートファジー / イネ / 脂質代謝 / 花粉形成 / 雄性不稔 / 植物ホルモン / 葯 / 糖代謝

研究実績の概要

イネのオートファジー変異体(Osatg7)を利用し、以下の2点の検証を重点的に進めた。
(1)イネ葉のオートファジーによるホルモン・脂質代謝制御機構
植物は、光合成の場である葉緑体も保持しており、他の真核生物とは異なる脂質代謝やオートファジーの生理的役割は十分に想定される。栄養期、生殖期ステージ葉における脂質プロファイリングの結果、脂質の不飽和化システムへのオートファジーの関与の可能性が示唆された。一方、葯および葉における、植物ホルモン量の網羅的解析の結果、葯においては、花粉発達に必須な植物ホルモンであるジベレリンの低下が観察された。栄養期・生殖期の葉においては、ジャスモン酸が栄養期から生殖成長期全般で減少することが判明した。
(2) イネのオートファジー変異体における稔性回復能の検証
本年度も継続して、葯特異的プロモーターや誘導プロモーターによる、Osatg7変異体へのOsATG7遺伝子の導入解析を進めた。葯でのOsATG7 cDNA発現が難航したことから、cDNA部分を全てOsATG7ゲノム領域へと変更し、変異体へ導入した。今後、葯での発現および稔性を調査する予定である。一方、本年度は栽培条件を検討した結果、稔実率は低いものの、オートファジー変異体において、恒常的に稔実種子を得ることに成功した。今後は、種子登熟過程におけるオートファジー機構の役割を、脂質・糖代謝に焦点を絞り、解析を進める計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of monitoring methods for autophagy in rice reveals autophagic recycling of chloroplas (2015)
  • 著者名/発表者名: Izumi M., Hidema J., Wada S., Kondo E., Kurusu T., Kuchitsu K., Makino.
  • 雑誌名: Plant Physiology 巻: 167 ページ: 1307-1320
  • DOI: 10.1104/pp.114.254078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Apoplastic ROS production upon pollination by RbohH and RbohJ in Arabidopsis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaya H. lwano M, Takeda S, Kanaoka MM, Kimura S, Abe M, Kuchitsu K
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 10 ページ: e989050
  • DOI: I0. 4161/ 15592324.2014.989050.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive oxygen species in cell wall metabolism and development in plant (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaerkoenen A， Kuchitsu K
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 112 ページ: 22-32
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2014.09.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive analysis of transcriptome response to salinity stress in the halophytic turf grass Sporobolus virginicus. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N., Takano T., Tanaka K., Ishige T., Terashima S., Endo C., Kurusu T., Yajima S., Yano K., Tada Y.
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 6 ページ: e241
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00241
  • 査読あり
• [雑誌論文] 測定装置としての顕微鏡を用いた生物機能の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村田隆、稲田のりこ、朽津和幸
  • 雑誌名: バイオイメージング 巻: 23 ページ: 11
  • 査読あり
• [雑誌論文] 継物のオートファジー動態の簡便な定量解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 花俣繁、来須孝光、朽津和幸
  • 雑誌名: バイオイメージング 巻: 23 ページ: 23-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of xylanase elicitor-induced expression of defense-related genes involved in phytoalexin biosynthesis by a cation channel OsTPC1 in suspension-cultured rice cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamada H, Kurusu T, Nokajima H, Kiyoduka M, Yano K, Kuchitsu K
  • 雑誌名: Plant Biotechnology 巻: 31 ページ: 329-334
  • DOI: 10.5511/plantbiotechnology.14.0805b
  • 査読あり
• [雑誌論文] Roles of autophagy in male reproductive development in plants. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hanamata S, Kurusu T, Kuchitsu K
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 5 ページ: 457
  • DOI: 10.3389/fpls.2014.00457
  • 査読あり
• [雑誌論文] High ice nucleation activity located in blueberry stem bark is linked to primary freeze initiation and adaptive freezing behavior of the bark. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kishimoto T, Yamazaki H,Saruwatari A, Murakawa H, Sekozawa Y, Kuchitsu K, Price WS, Ishikawa M
  • 雑誌名: AoB PLANTS 巻: 6 ページ: plu044
  • DOI: 10.1093/aobpla/plu044
  • 査読あり
• [雑誌論文] 穀物の花粉・種子形成の新たな仕組み (2014)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光 朽津 和幸
  • 雑誌名: 科学フォーラム 巻: 31 ページ: 26-29
• [雑誌論文] Growth and physiological adaptation of whole plants and cultured cells from a halophyte turf grass, Sporobolus virginicus (L.) Kunth under salt stress. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tada Y., Komatsubara S., Kurusu T.
  • 雑誌名: AoB Plants 巻: 6 ページ: plu041
  • DOI: 10.1093/aobpla/plu041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of elevated proline accumulation in enhanced osmotic stress tolerance in Arabidopsis conferred by chimeric repressor gene silencing technology. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazama D., Kurusu T., Mitsuda N., Ohme-Takagi M., Tada Y.
  • 雑誌名: Plant Signaling & Behavior 巻: 9 ページ: e28211
  • DOI: 10.4161/psb.28211
  • 査読あり
• [学会発表] Frontiers in plant calcium signaling (2015)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] ROS-Ca2+ signaling networks in Arabidopsis and Marchantia (2015)
  • 著者名/発表者名: 橋本 研志，朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] イネの栄養成長と老化葉の窒素リサイクルにおける オートファジーの役割の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 和田慎也，林田泰和，泉正範，来須孝光，花俣繁，朽津和幸，牧野周，石田宏幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] イネにおけるオートファジーモニタリング系の構築と葉緑体タンパク質分解における機能評価 (2015)
  • 著者名/発表者名: 泉 正範，日出間 純，和田 慎也，近藤 依里，来須 孝光，朽津 和幸，牧野 周，石田 宏幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] イネの花粉形成および代謝制御におけるオートファジーの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光，陶 文紀，花俣 繁，岡咲 洋三，二平 耕太朗，北畑 信隆，小嶋 美紀子，永田 典子，榊原 均，斉藤 和季，多田 雄一，朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 東京農業大学世田谷キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Roles of autophagy during male reproductive development and metabolism in rice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurusu T, Kuchitsu K.
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing.
  • 発表場所: 産業技術総合研究所 臨海副都心センター(別館）（東京都）
  • 年月日: 2015-03-13 – 2015-03-15
• [学会発表] How do plants live?: Signal perception, transduction and information processing in plants. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki Kuchitsu
  • 学会等名: 京都大学数理解析研究所シンポジウムSymposium on Quantum Fields in Dynamical Nature on the occasion of Professor Izumi Ojima's retirement
  • 発表場所: Kyoto University, North Campus, Maskawa Hall（京都府）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-06
  • 招待講演
• [学会発表] オルガネラ分解の作動機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光、朽津 和幸
  • 学会等名: 「生命新生」会議
  • 発表場所: 近畿大学東京センター（東京都）
  • 年月日: 2015-02-10 – 2015-02-10
  • 招待講演
• [学会発表] 活性酸素-Ca2+シグナルネッ卜ワーク、オー卜ファジーによる植物の免疫・発生・生殖の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 横浜市立大学木原生物学研究所セミナー
  • 発表場所: 横浜市立大学舞岡キャンパス（神奈川県）
  • 年月日: 2015-01-22 – 2015-01-22
  • 招待講演
• [学会発表] イネの約の花粉成熟過程におけるオートファジーと脂肪滴の動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陶文紀、花俣繁、来須孝光、小関泰之、小野聖二郎、野々村賢一、朽津和幸
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構 RNA科学総合研究センター公開シンポジウム ｢RNA科学のこれから―その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール（東京都）
  • 年月日: 2014-12-22 – 2014-12-22
• [学会発表] イネの感染防御応答及び脂質代謝におけるオートファジーの役割の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二平耕太朗、来須孝光、高橋章夫、岡咲洋三、安藤大智、佐谷南海子、北畑信隆、花俣繁、小嶋美紀子、榊原均、斉藤和季、朽津和幸
  • 学会等名: 東京理科大学総合研究機構 RNA科学総合研究センター公開シンポジウム ｢RNA科学のこれから―その可能性と展望」
  • 発表場所: 東京理科大学葛飾キャンパス・図書館大ホール（東京都）
  • 年月日: 2014-12-22 – 2014-12-22
• [学会発表] 植物の稔りのイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: イメージングフロンティアシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス（千葉県）
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] イネの葯の花粉成熟過程におけるオートファジーと脂肪滴の動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陶文紀、朽津 和幸
  • 学会等名: イメージングフロンティアシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス（千葉県）
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-20
• [学会発表] イネの感染防御応答及び脂質代謝におけるオートファジーの役割の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二平耕太朗、朽津 和幸
  • 学会等名: イメージングフロンティアシンポジウム2014
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス（千葉県）
  • 年月日: 2014-12-20 – 2014-12-20
• [学会発表] 活性酸素-Ca2+シグナルネットワーク、オートファジーによる植物の免疫･発生･生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 東京農工大学農学部セミナー
  • 発表場所: 東京農工大学府中キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-12-18 – 2014-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] オートファジー、活性酸素による植物の細胞機能制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 「生命新生」会議
  • 発表場所: 近畿大学東京センター（東京都）
  • 年月日: 2014-12-17 – 2014-12-17
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of plant immunity, stress responses, development and reproduction by ROS-Ca2+ signaling networks and autophagy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kazuyuki KUCHITSU
  • 学会等名: 8th International Symposium on nanomedicine: Fusion of Nanomedicine and Molecular Science of Photosynthesis
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区（愛媛県）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] 活性酸素-Ca2+シグナルネットワーク、オートファジーによる植物の免疫・発生・生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津和幸
  • 学会等名: 愛媛大学農学部セミナー
  • 発表場所: 愛媛大学城北地区（愛媛県）
  • 年月日: 2014-12-03 – 2014-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] イネの生活環および脂質代謝制御におけるオートファジーの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光，岡咲 洋三，陶 文紀，二平 耕太朗，花俣 繁，北畑信隆，永田 典子，小嶋 美紀子，榊原 均, 斉藤 和季，多田 雄一，朽津 和幸
  • 学会等名: 第27回植物脂質シンポジウム
  • 発表場所: 静岡市産学交流センター（静岡県）
  • 年月日: 2014-11-28 – 2014-11-29
  • 招待講演
• [学会発表] イネの雄性生殖器官発達におけるオートファジーの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陶 文紀, 来須 孝光, 岡咲 洋三, 二平 耕太朗, 花俣 繁, 小谷野 智子, 北畑 信隆, 永田 典子, 斉藤 和季, 朽津 和幸
  • 学会等名: 日本分子生物学会ワークショップ「植物細胞に眠るフロンティア：オルガネラ研究のすすめ」
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県）
  • 年月日: 2014-11-26 – 2014-11-26
  • 招待講演
• [学会発表] 活性酸素ｰCa2+シグナル及びオートファジーによる植物の免疫･発生･生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津和幸
  • 学会等名: 第121回北海道大学Plant Science Seminar
  • 発表場所: 北海道大学札幌キャンパス（北海道）
  • 年月日: 2014-11-12 – 2014-11-12
  • 招待講演
• [学会発表] イネの生殖・脂質代謝の制御におけるオートファジーの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 第8回オートファジー研究会
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ（北海道）
  • 年月日: 2014-11-10 – 2014-11-11
  • 招待講演
• [学会発表] 活性酸素-Ca2+シグナルネットワーク及びオートファジーによる植物の生殖・免疫の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 名古屋大学ＩＧＥＲセミナー
  • 発表場所: 名古屋大学東山キャンパス（愛知県）
  • 年月日: 2014-10-10 – 2014-10-10
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of plant immunity, stress responses, development and reproduction by ROS-Ca2+ signaling networks and autophagy (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: Finnish-Japanese Joint Seminar 2014: Design of Superior Machinery of Light Energy Conversion in Photosynthetic organisms
  • 発表場所: 北海道定山渓ホテルミリオーネ（北海道）
  • 年月日: 2014-10-09 – 2014-10-14
  • 招待講演
• [学会発表] イネの雄性生殖器官におけるオートファジーの役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 陶文紀、花俣繁,野口祐平,小谷野智子,来須孝光,朽津和幸
  • 学会等名: 第8回細胞壁ネットワーク研究会合同大会
  • 発表場所: 阿蘇プラザホテル（熊本県）
  • 年月日: 2014-09-30 – 2014-09-30
• [学会発表] Regulation of plant reproduction and immunity by ROS-Ca2+ signaling and autophagy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu K
  • 学会等名: 中央研究院セミナー
  • 発表場所: Academia Sinica (台湾中央研究院)（中華人民共和国）
  • 年月日: 2014-09-18 – 2014-09-18
  • 招待講演
• [学会発表] イネの感染防御応答におけるオートファジーの役割の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二平 耕太朗，来須 孝光，高橋 章，安藤 大智，佐谷 南海子，北畑 信隆，花俣 繁，前田 哲，森 昌樹，小嶋 美紀子，榊原 均，朽津 和幸
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス（神奈川県）
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-13
• [学会発表] イネの花粉発達過程におけるオートファジーの新たな役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光、陶 文紀、岡咲 洋三、二平 耕太朗、花俣 繁、小谷野 智子、北畑 信隆、小嶋 美紀子、永田 典子、榊原 均、斉藤 和季、多田 雄一、朽津 和幸
  • 学会等名: 日本バイオイメージング学会第23回学術集会
  • 発表場所: 大阪大学吹田キャンパス（大阪府）
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-06
• [学会発表] 活性酸素シグナル･オートファジーによる植物の耐病性･生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津 和幸
  • 学会等名: 横浜国立大学セミナー
  • 発表場所: 横浜国立大学（神奈川県）
  • 年月日: 2014-08-26 – 2014-08-26
  • 招待講演
• [学会発表] イネの生活環および脂質代謝の制御におけるオートファジーの新たな役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 来須 孝光、岡咲 洋三、二平 耕太朗、花俣 繁、陶 文紀、北畑 信隆、小嶋 美紀子、榊原 均、斉藤 和季、多田 雄一、朽津 和幸
  • 学会等名: 第32回日本植物細胞分子生物学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: アイーナ・いわて県民情報交流センター（岩手県）
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-21
• [学会発表] 活性酸素シグナル・オートファジーによる植物の耐病性・生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津和幸
  • 学会等名: 東北農業研究センターセミナー
  • 発表場所: 東北農業研究センター（岩手県）
  • 年月日: 2014-08-20 – 2014-08-20
  • 招待講演
• [学会発表] イネの花粉形成におけるオートファジーの新たな役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 来須孝光､朽津和幸
  • 学会等名: イネ遺伝学・分子生物学ワークショプ2014
  • 発表場所: 東京大学弥生キャンパス（東京都）
  • 年月日: 2014-07-11 – 2014-07-12
• [学会発表] Regulation of plant reproduction and immunity by ROS signaling and autophagy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu K.
  • 学会等名: ZMBP Seminar
  • 発表場所: チュービンゲン大学（ドイツ）
  • 年月日: 2014-06-27 – 2014-06-27
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of plant reproduction and immunity by ROS signaling and autophagy (2014)
  • 著者名/発表者名: Kuchitsu K.
  • 学会等名: Max Planck Institute for Plant Breeding Research Seminar
  • 発表場所: Max Planck Institute for Plant Breeding Research(Germany)
  • 年月日: 2014-06-26 – 2014-06-26
  • 招待講演
• [学会発表] 活性酸素シグナル・オートファジーによる植物の耐病性・生殖の制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 朽津和幸
  • 学会等名: 北海道農業研究センターセミナー
  • 発表場所: 北海道農業研究センター（北海道）
  • 年月日: 2014-06-04 – 2014-06-04
  • 招待講演
• [学会発表] イネの感染防御応答におけるオートファジーの役割の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 二平耕太朗・来須孝光・高橋章・安藤大智・佐谷南海子・花俣繁・北畑信隆・前田哲・森昌樹・小嶋美紀子・榊原均・朽津和幸
  • 学会等名: 平成26年度日本植物病理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道）
  • 年月日: 2014-06-02 – 2014-06-02
• [図書] Plant Programmed Cell Death (2015)
  • 著者名/発表者名: Kurusu T, Higaki T, Kuchitsu K
  • 総ページ数: 印刷中
  • 出版者: Springer
• [図書] Peptide Science 2014 (2015)
  • 著者名/発表者名: Nara M, Miyakawa T, Tanokura M, Kuchitsu K, Shimizu T, Morii H
  • 総ページ数: 369(235-236)
  • 出版者: Protein Research Foundation.
• [備考] 穀物の花粉･種子形成の新たな仕組みを解明
  • URL: http://www.tus.ac.jp/today/2014/04/20140328172514.html
• [備考] 植物の受精･花粉管の伸長メカニズムを解明
  • URL: http://www.tus.ac.jp/today/2014/04/20140424103836.html
• [備考] イネ葉緑体の再利用過程を解明
  • URL: http://www.tus.ac.jp/today/2015040804_01.pdf
• [備考] イネ葉緑体の再利用過程
  • URL: http://www.tus.ac.jp/today/2015/04/2015041602.html