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。

The largest metabolic reaction on earth is photosynthesis, which is the basis for human survival. Crops provide oxygen, diacid, carbon absorption, and acid production. The existence of pores in the plant epidermis, the inherent metabolism of plants, photosynthesis, the only access to diacidified carbon, and the regulation of the opening of environmental conditions. A pair of pores are formed, and the pores are opened, and the exchange is promoted, and the drying process is exposed. The pores are closed, and the water loss of the plants is prevented. The applicant's research indicates that the pore cell is activated by cyan light or red light, and the pore opening is an important molecular mechanism for the formation of pore openings. This study is an important part of plant growth and survival. It focuses on the molecular mechanism of pore opening and expression. It is a representative of the study on the development of techniques, physiology and biochemistry. The molecular mechanism of cell membrane activation and the analysis of factors related to acidification The effect of pore opening on the stability of compounds is discussed.

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）

DNA methylation is reconfigured at the onset of reproduction in rice shoot apical meristem

• DOI: 10.1038/s41467-020-17963-2
• 发表时间: 2020-08-14
• 期刊: NATURE COMMUNICATIONS
• 影响因子: 16.6
• 作者: Higo, Asuka;Saihara, Noriko;Tsuji, Hiroyuki
• 通讯作者: Tsuji, Hiroyuki