2022 Fiscal Year Final Research Report
Biochemical mechanism of reactive carbonyl signaling in plants
Project/Area Number |
20H03278
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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Research Institution | Yamaguchi University |
Principal Investigator |
Mano Jun'ichi 山口大学, 大学研究推進機構, 教授 (50243100)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉本 貢一 筑波大学, 生命環境系, 助教 (00511263)
村田 芳行 岡山大学, 環境生命科学学域, 教授 (70263621)
深城 英弘 神戸大学, 理学研究科, 教授 (80324979)
武宮 淳史 山口大学, 大学院創成科学研究科, 准教授 (80448406)
山内 靖雄 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (90283978)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 環境ストレス / 植物ホルモン / シグナル伝達 / レドックスシグナル / グルタチオントランスフェラーゼ / 活性酸素 / 親電子物質 / アクロレイン |
Outline of Final Research Achievements |
We found the following facts. (1) RCS suppresses the plasma membrane H+-ATPase activity/activation in the guard cell and thereby inhibit the blue light-responsive stomata opening. (2) RCS act as a signal to start leaf senescence. The aldehyde oxidase in the leaf suppresses the initiation of senescence by scavenging RCS such as acrolein. (3) Salt stress-induced growth inhibition of plants was suppressed by the scavenging of RCS with the exogenously added carbonyl scavenger dipeptides, indicating that the RCS accumulation is a critical cause of salt stress-related tissue injury. (4) Several glutathione transferase Tau class isozymes in Thellungiella halophila and Lotus japonicus show substrate specificity for RCS such as acrolein and HNE, as do those in Arabidopsis thaliana. (5) Alkenal reductase (AER), which resides in the cytosol, can scavenge some of apocarotenoids, which are generated in the chloroplast and act as a retrograde signal, suggesting a signal-regulating role of AER.
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Free Research Field |
植物生理学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
(1) 孔辺細胞のABAシグナル経路とBLシグナル経路のクロストークをRCSが介することを初めて示した。(2) 農業生産の世界的な阻害要因である塩ストレス障害に関し,アクロレインやHNEなどのRCSの増大が生育阻害の原因であり,RCS消去剤によって塩ストレス障害が軽減されることを初めて示した。(3) GSTは一般に解毒酵素として重要性であると広く理解されていたが,GSTが植物体内でGSが何を解毒しているかは明確でなかった。本成果によって,複数の被子植物種で,複数のGSTUがRCSを基質として認識することが明らかとなり,GSTの生理機能としてRCS消去が大きな意味をもつことが示された。
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