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2014 年度 実績報告書

植物環境応答におけるオルガネラCa2+シグナリングの役割と分子機作

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 25120723
研究機関京都府立大学

研究代表者

椎名 隆  京都府立大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (10206039)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードカルシウム / 葉緑体 / ミトコンドリア / シロイヌナズナ / 免疫応答 / 機械受容チャネル
研究実績の概要

葉緑体およびミトコンドリアにおける「オルガネラ環境感覚」とCa2+シグナリングに注目し、以下の3つの研究を行った。
【研究1 オルガネラCa2+シグナル発生機構の解析】葉緑体およびミトコンドリアのCa2+シグナル発生に関わる因子を同定し、機能解析を行った。葉緑体については、Ca2+結合タンパク質CASのリン酸化がCa2+輸送に関わる可能性を検討するために、CASリン酸化部位変異体の取得を進めた。ミトコンドリアについては、動物細胞で同定されたCa2+ユニポーター系の2種の構成要素MCUとMICU1が共に葉緑体に局在することを明らかにした。特に,MICU1については特異抗体を作成し、ミトコンドリア内膜に局在することを示した。また、機械受容チャネルMSL1についても特異抗体を作成し、ミトコンドリア内も国局在することを示した。
【研究2 オルガネラCa2+シグナルの生理的役割】CASは光化学系Iの循環的電子移動制御因子PGRL1と相互作用する。PGRL1変異体を用い、フラジェリンペプチドflg22が誘導するPR1などの感染防御遺伝子の発現が,CASノックアウト変異体で亢進されることを明らかにした。CASとPGRL1の相互作用が、感染防御遺伝子の発現を制御するレトログレードシグナルと関係していると考えられる。また、ミトコンドリアCa2+ユニポーター制御因子のMICU1の過剰発現がミトコンドリア機能制御と関係していることを確認した。機械受容チャネルMSL1については、機械受容チャネル遺伝子を全て欠失した大腸菌変異体への相補性試験を進めた。
【研究3 オルガネラca2+シグナルイメージング】葉緑体Ca2+については、根の色素体の各種ストレスにたいする応答性を解析した。また、ROSとCa2+シグナルを同時測定する系の開発も進めた。

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。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Calcium signaling in plant endosymbiotic organelles: mechanism and role in physiology.2014

    • 著者名/発表者名
      Nomura, H. and Shiina, T.
    • 雑誌名

      Mol. Plant

      巻: 7 ページ: 1094-1104

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.1093/mp/ssu020

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A scalable open-source pipeline for large-scale root phenotyping.2014

    • 著者名/発表者名
      Radka Slovak, Christian Göschl, Xiaoxue Su, Koji Shimotani, Takashi Shiina and Wolfgang Busch
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 26 ページ: 2390-2403

    • DOI

      http:/​/​dx.​doi.​org/​10.​1105/​tpc.​114.​124032

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Light-dependent expression of flg22-induced defense genes in Arabidopsis.2014

    • 著者名/発表者名
      Sano S, Aoyama M, Nakai K, Shimotani K, Yamasaki K, Sato MH, Tojo D, Suwastika IN, Nomura H, Shiina T.
    • 雑誌名

      Front Plant Sci.

      巻: 5 ページ: 531

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2014.00531

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Evidence for lateral gene transfer (LGT) in the evolution of eubacteria-derived small GTPases in plant organelles.2014

    • 著者名/発表者名
      Suwastika IN, Denawa M, Yomogihara S, Im CH, Bang WY, Ohniwa RL, Bahk JD, Takeyasu K, Shiina T.
    • 雑誌名

      Front Plant Sci.

      巻: 5 ページ: 678

    • DOI

      http://dx.doi.org/10.3389/fpls.2014.00678

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Chloroplasts and mitochondria-mediated Ca2+ signaling in plants2015

    • 著者名/発表者名
      Shiina, T.
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける2‐アルケナールレダクターゼアイソフォームの細胞内局在性と器官別発現2015

    • 著者名/発表者名
      齋藤真吾,下谷絋司,椎名隆,高野和文,佐野智
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] ミトコンドリア機械受容チャネルMSL1 の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      艾原佐紀,原田尚実,市川美恵,山本洋子,椎名隆
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] 根の色素体で見られるストレス誘導Ca2+シグナル2015

    • 著者名/発表者名
      小谷美穂,椎名隆
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] 蛍光寿命顕微鏡による糸状シアノバクテリアと緑藻のチラコイド膜の評価2015

    • 著者名/発表者名
      野末秀穂,椋野翠,津田裕美,椎名隆,寺嶋正秀,熊崎茂一
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] 植物のPAMP 誘導免疫反応における細胞質Ca2+濃度上昇と防御応答遺伝子発現の関係2015

    • 著者名/発表者名
      山岡征矢,下谷絋司,田中志整,椎名隆
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] rosstalk between photosynthesis and plant immunity is mediated by CAS.2015

    • 著者名/発表者名
      Koji Shimotani,Tsuyoshi Endo,Toshiharu Shikanai,Satoshi Sano,Takashi Shiina
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] Identification of mitochondrial calcium transporter MCU and its regulator MICU1 in Arabidopsis thaliana.2015

    • 著者名/発表者名
      Akihisa Hamatani, Chihiro Asakura, Yosuke Mizukami, Saki Yomogihara, Takashi Shiina, Yoko Yamamoto
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] Revealing Different Properties Of Chloroplasts In Different Tissues By 3-D Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy2015

    • 著者名/発表者名
      Shinji Fukuda, Takashi Shiina, Kanako Yamasaki, Masahide Terazima, Shigeichi Kumazaki
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-18
  • [学会発表] 葉緑体の光合成電子伝達による防御遺伝子発現の光依存的活性化2014

    • 著者名/発表者名
      佐野智、青山真夕、下谷紘司、中井香奈、山崎加奈子、佐藤雅彦,椎名隆
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      川崎
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるミトコンドリアCa2+輸送に関わる因子の探索2014

    • 著者名/発表者名
      𦫿原佐紀,浅倉千洋,水上陽介、市川恵美、椎名隆
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      川崎
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] 身近な植物の種判別実習 ―葉緑体ゲノム塩基配列からー2014

    • 著者名/発表者名
      石崎陽子,椎名隆
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      川崎
    • 年月日
      2014-09-12 – 2014-09-14
  • [学会発表] Identification and Characterization of Arabidopsis MSL1 and MICU1 as Putative Calcium Regulators in Mitochondria2014

    • 著者名/発表者名
      Saki Yomogihara, Chihiro Asakura, Yosuke Mizukami, Mie Ichikawa, Takashi Shiina
    • 学会等名
      第25回国際シロイヌナズナ研究会議
    • 発表場所
      バンクーバー, カナダ
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-08-01
  • [図書] “遺伝子組換え農業の可能性と課題“ 農業は、面白い!  栗田治編2015

    • 著者名/発表者名
      椎名隆、石崎陽子
    • 総ページ数
      114
    • 出版者
      ミネルバ書房
  • [図書] 光合成遺伝子の光応答制御メカニズム 「光合成研究と産業応用最前線」2014

    • 著者名/発表者名
      椎名隆,八木祐介
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      NTS

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公開日: 2016-06-01  

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