アブシジン酸による気孔閉鎖における孔辺細胞葉緑体の関与

保卫细胞叶绿体参与脱落酸关闭气孔

• 批准号: 18K06292
• 负责人: 島崎 研一郎
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K06292/
• 关键词: 気孔; 孔辺細胞葉緑体; 孔辺細胞; アブシジン酸; 気孔閉鎖; 活性酸素; 葉緑体

植物にABAを与えると、あるいは、植物を乾燥ストレスにさらすと根で合成されたABAが葉に運ばれ、気孔が閉鎖する。このABAの気孔閉鎖に孔辺細胞葉緑体の生成する活性酸素が関与することを検討している。これまで、光のある条件でソラマメ表皮にABAを加えると、孔辺細胞葉緑体周囲に活性酸素が増大し、気孔が閉鎖すること、さらに、あらかじめ光合成電子伝達阻害剤DCMUを加えておくと、ABAによる活性酸素の増大と気孔閉鎖が抑えられることから、孔辺細胞葉緑体の光合成電子伝達系が生じる活性酸素が、気孔閉鎖を誘発すると考えた。本研究では光合成電子伝達系のどの成分がこの応答に関与しているかを決定する目的で、以下の実験を行い、葉緑体に存在する、K+/H+交換輸送体が活性酸素の生成に寄与することを示した。以下の結果が得られた。まず、K+/H+交換輸送体の変異体を取得し、ABA添加による活性酸素と気孔閉鎖を調べた。その結果、この変異体ではABAによる活性酸素の生成と気孔閉鎖の両方が抑制された。このことを確認するため、この変異体に、K+/H+交換輸送を引き起こすナイジェリシンを加えると、活性酸素の生成と気孔閉鎖が回復した。さらに、活性酸素は光化学系１で生成することから、光化学系Iから電子を受容し、活性酸素の生成を抑える働きのある循環的リン酸化反応を促進するため、フェナジンメタスルフェイト（PMS）を加え、その効果を調べた。ABAによる活性酸素の生成はPMSに抑えられ、気孔閉鎖も阻害された。以上のことから、孔辺細胞葉緑体のK+/H+交換輸送体が気孔閉鎖を制御することが示されたが、どのような経路でABAがK+/H+交換輸送体を活性化するのか不明で、今後の課題である。

Plant に ABA を and え る と, あ る い は, dry plant を ス ト レ ス に さ ら す と root で synthetic さ れ た ABA が leaf に luck ば れ, 気 が atresia す る. The <s:1> <s:1> ABA <e:1> is related to the occlusion of the に pore 辺 in the chloroplast of the 辺 cell 辺, which generates する active acid substances が, and it is also related to the する <s:1> とを検 とを検 とを検 and とを検, which discuss the て て and る る. こ れ ま で, light の あ る conditions で ソ ラ マ メ epidermis に ABA を plus え る と, hole 辺 cell chloroplast weeks 囲 に active acid が raised large し, 気 hole が atresia す る こ と, さ ら に, あ ら か じ め photosynthetic electron 伝 of resistance to harm one of DCMU を plus え て お く と, ABA に よ る acid active element の raised large と 気 hole closure が え suppression ら れ る こ と か ら, hole 辺 fine In chloroplasts, the synthesis of electron 伝 is carried out by が to generate じる active acidin が, and pore occlusion を induces すると to test えた. This study で は photosynthetic electron 伝 da is の ど の composition が こ の 応 answer に masato and し て い る か を decided す で る purpose, the following の be 験 を い, chloroplast に exist す る, K + / H + exchange conveying が active acid の SRBC に send す る こ と を shown し た. The following <s:1> result が gives られた. Youdaoplaceholder0, K+/H+ exchange carrier <s:1> variant を to obtain <s:1>, ABA to add による active acid element と gas hole locking を adjustment べた. Youdaoplaceholder0 <s:1> result, <s:1> <s:1> variant で で ABAによる active acid <s:1> generation と pore occlusion <e:1> two sides が inhibition された. こ の こ と を confirm す る た め, こ の - variant に, K + / H + exchange conveying を lead き up こ す ナ イ ジ ェ リ シ ン を plus え る と, active acid の generated と 気 hole closure が reply し た. さ ら に は light, active acid element chemistry 1 で す る こ と か ら, light chemistry I か ら を electron let し, active acid の generated を え suppression る 働 き の あ る cycle リ ン acidification anti 応 を promote す る た め, フ ェ ナ ジ ン メ タ ス ル フ ェ イ ト (PMS) を え, そ の unseen fruit を adjustable べ た. ABAによる active acid <s:1> generates <s:1> PMSに inhibits えられ and gas pore occlusion <s:1> hinders された. Above の こ と か ら, hole 辺 cell chloroplast の K + / H + exchange conveying body が 気 hole closure を suppression す る こ と が shown さ れ た が, ど の よ う な 経 で ABA が K + / H + exchange road transport body を activeness す る の か で, unknown future の subject で あ る.

项目成果

アブシジン酸誘導性気孔閉鎖における光合成電子伝達系の重要性

光合电子传递链在脱落酸诱导气孔关闭中的重要性

• 发表时间: 2018
• 作者: 山田 直隆;岩井 純夫;緒方 翔;新北 大樹;遠城 道雄;園池 公毅;島崎 研一郎
• 通讯作者: 島崎 研一郎

Guard cell photosynthesis is crucial in abscisic acid-induced stomatal closure

• DOI: 10.1002/pld3.137
• 发表时间: 2019-05-01
• 期刊: PLANT DIRECT
• 影响因子: 3
• 作者: Iwai, Sumio;Ogata, Sho;Shimazaki, Ken-ichiro
• 通讯作者: Shimazaki, Ken-ichiro