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2017 年度 実施状況報告書

重力に応答する植物ホルモン動態からみた植物重力応答反応の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 26506018
研究機関大阪府立大学

研究代表者

上田 純一  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (40109872)

研究分担者 上田 英二  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (20160161) [辞退]
岡 真理子  鳥取大学, 農学部, 准教授 (20324999)
長谷川 宏司  筑波大学, 生命環境系, 名誉教授 (70094167)
繁森 英幸  筑波大学, 生命環境系, 教授 (70202108)
宮本 健助  大阪府立大学, 高等教育推進機構, 教授 (10209942)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード国際情報交換 / 植物 / 重力応答 / オーキシン / 極性移動 / 遺伝子発現 / 免疫組織化学・抗体 / 植物ホルモン動態
研究実績の概要

国際宇宙ステーションで得られる微小重力環境下における黄化Alaskaエンドウ芽生えおよび黄化Golden Cross Bantamトウモロコシ芽生えの成長・発達解析と地上帰還サンプルのエンドウ上胚軸の、また、トウモロコシの中胚軸組織を含む幼葉鞘のオーキシン極性移動、オーキシン極性移動関連遺伝子発現およびポリクローナル抗体を用いた免疫組織化学的手法によるその細胞内局在を解析した。その結果、宇宙微小重力環境下で生育した黄化エンドウおよび黄化トウモロコシ芽生えにおけるオーキシン極性移動は地上および宇宙1g環境下で生育した芽生えのそれに比べ、有意な低下が認められた。しかしながら、オーキシン極性移動関連遺伝子の発現は宇宙微小重力環境と地上および宇宙1gでほぼ同様であった。それら遺伝子産物の細胞内局在については、宇宙微小重力環境と地上および宇宙1gで大きく変化した。この様な変化がオーキシン極性移動低下およびそれに伴う芽生えの成長、発達の変化の原因であることが推察された。内生植物ホルモン動態の解析については、研究期間延長が承認されたため、次年度以降に実施することとなった。
一方、地上で生育した当該植物芽生えならびにキク科薬用植物からオーキシン極性移動制御物質を探索した結果、後者からCostunolide, Santamarine, Atractylenolide IIおよび(+)-Eudesma-4(14),7(11)-dien-8-oneをオーキシン極性移動を阻害する活性物質として同定した。これらの化合物は化学構造既知の物質であるが、今般の研究によってオーキシン極性移動阻害という新たな生理活性の存在が明らかとなった。

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

当初の計画に従ってほぼ順調に研究が進んでいる。なお、植物ホルモン解析に重要な本学のGC-MSに重大な不具合が認められたため、植物ホルモン動態の解析はJAXAのそれを用いて実施するとともに外部研究機関への研究委託とした。それに伴い研究期間延長の申請を行い、受理されたところである。

今後の研究の推進方策

宇宙実験地上帰還サンプルについて、その成長解析、オーキシン極性移動測定、遺伝子発現解析、抗体を用いた免疫組織化学的解析はほぼ終了している。先に述べたとおり、内生植物ホルモン動態解析についてはその都度JAXAに出向いて実施するとともに外部研究機関への研究委託としたい。

次年度使用額が生じた理由

植物ホルモン動態の解析に必要不可欠なガスクロマトグラフ質量分析計に重篤な不具合が生じたため、急遽、共同研究先であるJAXAの同装置を使用することおよび外部研究機関への委託としたため、次年度使用額の多くは当該解析のための物品購入と旅費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] A gravitropic stimulation-induced growth inhibitor, β-(isoxazolin-5-on-2yl)-alanine, is a possible mediator of negative gravitropic bending of epicotyls in etiolated Pisum sativum seedlings2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Hasegawa, Ohmiya Yume, Ayumi Koide, Junichi Ueda , Kensuke Miyamoto, Koji Hasegawa, Hideyuki Shigemori
    • 雑誌名

      Plant Growth Regulation

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1007/s10725-017-0269-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential effects of N-1-naphthylphthalamic acid (NPA) and 2,3,5-triiodobenzoic acid (TIBA) in relation to auxin on swelling of shoots of Bryophyllum calycinum2017

    • 著者名/発表者名
      Marian Saniewski, Justyna Goraj-Koniarska, Eleonora Gabryszewska, Kensuke Miyamoto, Junichi Ueda
    • 雑誌名

      Acta Agrobotanica

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.5586/aa.1723

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Isolation and identification of auxin polar transport inhibitors from Saussurea costus and Atractylodes japonica2017

    • 著者名/発表者名
      Yuta Toda, Hideyuki Shigemori, Junichi Ueda, Kensuke Miyamoto
    • 雑誌名

      Acta Agrobotanica

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.5586/aa.1700

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gummosis and leaf abscission in Yoshino cherry (Prunus yedoensis): Relevance to hormonal regulation and chemical composition of gums2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyamoto, Marian Saniewski, Junichi Ueda
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 印刷中 ページ: -

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Gummosis and leaf abscission in Yoshino cherry (Prunus yedoensis): Relevance to its hormonal regulation and chemical composition of gums2017

    • 著者名/発表者名
      Kensuke Miyamoto, Marian Saniewski, Junichi Ueda
    • 学会等名
      VIII International Cherry symposium 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] α-メチレン-γ-ラクトン型オーキシン極性移動阻害物質の黄化エンドウ芽生えの成長制御2017

    • 著者名/発表者名
      戸田雄太、岡田一穂、上田純一、宮本健助
    • 学会等名
      植物学会
  • [学会発表] uxin Transport - 宇宙実験 微小重力環境下で生育させた黄化エンドウ芽生えにおけるPsPIN1の局在2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田源司、宮本健助、上田純一、嶋津 徹、山崎千秋、鈴木智美、東端 晃
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第31回大会
  • [学会発表] Auxin Transport 宇宙実験:宇宙微小重力環境下で生育させた黄化エンドウ芽生えの成長とオーキシン極性移動2017

    • 著者名/発表者名
      宮本健助、乾 暉昇、鎌田源司、岡真理子、山崎千秋、嶋津 徹、佐野ひろみ、笠原春夫、鈴木智美、東端晃、上田純一
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第31回大会
  • [学会発表] Auxin Transport 宇宙実験:宇宙微小重力環境下で生育させた黄化エンドウ芽生えにおけるPsPINsおよびPsAUXの遺伝子発現2017

    • 著者名/発表者名
      井上理子、岡真理子、林直哉、宮本健助、鎌田源司、山崎千秋、嶋津徹、佐野ひろみ、笠原春夫、鈴木智美、東端晃、上田純一
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第31回大会
  • [学会発表] 重力応答正常品種Alaskaと重力応答突然変異体ageotropumとの比較解析によるエンドウ上胚軸の重力屈性制御物質の探索:β-(isoxazolin-5-on-2yl)-alanineの関与の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川 剛、大宮由芽、小出麻友美、繁森英幸、上田純一、長谷川宏司、宮本健助
    • 学会等名
      植物生理化学会
  • [学会発表] 重力応答突然変異体ageotropumとの比較解析によるエンドウ上胚軸の重力屈性制御物質の探索:β-(isoxazolin-5-on-2yl)-alanineの関与の可能性2017

    • 著者名/発表者名
      宮本健助、長谷川剛、大宮由芽、小出麻友美、繁森英幸、上田純一、長谷川宏司
    • 学会等名
      植物化学調節学会
  • [図書] 植物の知恵とわたしたち2017

    • 著者名/発表者名
      長谷川宏司(監修)
    • 総ページ数
      297
    • 出版者
      大学教育出版
    • ISBN
      978-4-86429-395-2

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公開日: 2018-12-17  

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