Signaling pathway in light-induced stomatal opening

光诱导气孔开放的信号通路

• 批准号: 20H00468
• 负责人: 木下 俊則
• 金额: $ 28.87万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H00468/
• 关键词: 植物; 気孔; 光; アブシシン酸; 光合成; 環境応答; 細胞膜プロトンポンプ; 化合物; シグナル伝達; 成長

地球上最大の代謝反応である光合成は人類生存の基盤であり、農作物を提供するのみならず、二酸化炭素を吸収する一方、酸素を産出して地球環境を整えている。植物の表皮に存在する気孔は、植物固有の代謝反応である光合成に必要な二酸化炭素の唯一の取り入れ口であり、刻々と変動する環境に応答してその開度を調節している。気孔を構成する一対の孔辺細胞は、光に応答して気孔を開口させ、ガス交換を促進し、一方、乾燥ストレスに曝されると、植物ホルモン・アブシシン酸に応答して気孔を閉鎖し、植物からの水分損失を防いでいる。これまでの申請者らの研究により、孔辺細胞では、青色光や赤色光に応答して細胞膜プロトンポンプがリン酸化により活性化され、気孔開口の駆動力を形成することなど、気孔開口の重要な分子機構の一端が明らかとなってきた。本研究では、植物の成長・生存に極めて重要な光による気孔開口のシグナル伝達の分子機構を、研究代表者のこれまでに培ってきた技術・経験を生かした生理・生化学的手法やケミカルバイオロジーを駆使して明らかにすることを目的として研究を進めてきた。また、気孔開口のキーエンザイムである細胞膜プロトンポンプ活性化の分子機構について、特にリン酸化に関わる因子の解析に主眼をおき進めてきた。さらに、気孔開度に影響を与える化合物の同定を目的としたケミカルスクリーニングを進め、強力に気孔開度に影響を与える化合物を続々と同定し、その機能解析を進めてきた。

Earth's largest の metabolism against 応 で あ る photosynthetic は human survival の base plate で あ り, crops を provide す る の み な ら ず, two acidification carbon を 収 す る side, acid を output し て earth environment を whole え て い る. Plants are の epidermis に す る 気 hole は inherent の metabolism, plant anti 応 で あ る photosynthetic に な acidification carbon の only two necessary の take り れ mouth で あ り, carved 々 と - move す る environment に 応 answer し て そ の opening を adjust し て い る. 気 hole を す る の seaborne hole は 辺 cells, light に 応 answer し て 気 opening hole を さ せ, ガ ス exchange を promote し, one party, dry ス ト レ ス に exposure さ れ る と, plant ホ ル モ ン · ア ブ シ シ ン acid に 応 answer し て を atresia し 気 hole, plant か ら を の moisture loss prevention い で い る. こ れ ま で の applicants ら の research に よ り, hole 辺 cell で は, blue light, red light に や 応 answer し て membrane プ ロ ト ン ポ ン プ が リ ン acidification に よ り activeness さ れ, 気 pore openings の 駆 を develop す る こ と な ど, 気 pore openings の important one end の な molecular mechanism が Ming ら か と な っ て き た. This study で は の growth, survival, plants に め extremely important な て light に よ る 気 hole opening の シ グ ナ ル 伝 da の を, molecular mechanisms represent の こ れ ま で に culture っ て き た technology, 経 験 を raw か し た physiology, biochemistry methods や ケ ミ カ ル バ イ オ ロ ジ ー を 駆 make し て Ming ら か に す る こ と を purpose と し を て research into め て き た. ま た, 気 pore openings の キ ー エ ン ザ イ ム で あ る membrane プ ロ ト ン ポ ン プ activeness の molecular institutions に つ い て, に リ ン acidification に masato わ る factor analytical に の eye を お き into め て き た. さ ら に, 気 hole opening に influence を and え の る compounds with fixed を purpose と し た ケ ミ カ ル ス ク リ ー ニ ン グ を め, powerful に 気 hole opening に influence を and え る compound を 続 々 と with し, そ の function analytical を into め て き た.

项目成果

ミネソタ大学/ペンシルバニア大学(米国)

明尼苏达大学/宾夕法尼亚大学（美国）

CIPK23 regulates blue light-dependent stomatal opening in Arabidopsis thaliana.

• DOI: 10.1111/tpj.14955
• 发表时间: 2020-11
• 期刊: The Plant journal : for cell and molecular biology
• 作者: Inoue SI;Kaiserli E;Zhao X;Waksman T;Takemiya A;Okumura M;Takahashi H;Seki M;Shinozaki K;Endo Y;Sawasaki T;Kinoshita T;Zhang X;Christie JM;Shimazaki KI
• 通讯作者: Shimazaki KI

植物生理学グループwebページ

植物生理学组网页

南京農業大学(中国)

南京农业大学（中国）

Stomatal immunity against fungal invasion comprises not only chitin-induced stomatal closure but also chitosan-induced guard cell death

针对真菌入侵的气孔免疫不仅包括几丁质诱导的气孔关闭，还包括壳聚糖诱导的保卫细胞死亡

• DOI: 10.1073/pnas.1922319117
• 发表时间: 2020-08-25
• 期刊: PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
• 影响因子: 11.1
• 作者: Ye, Wenxiu;Munemasa, Shintaro;Murata, Yoshiyuki
• 通讯作者: Murata, Yoshiyuki