シダ植物の気孔反応の研究

蕨类植物气孔反应的研究

基本信息

批准号：
16657016
负责人：
島崎研一郎
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

シダ植物の気孔反応、特に、光に対する反応について調べた。材料にはおもにホウライシダを用いた。シダの葉に光を当てると気孔が開口した。また、光合成炭酸ガス固定も起き、葉内の炭酸ガス濃度が急激に低下した。赤色光を当てると炭酸ガス濃度が低下し、気孔が開口した。しかし、さらに、青色光を当てても気孔は開口しなかった。通常の、高等植物では気孔は青色光に敏感に反応するので、この点はシダ植物の特質と考えられた。次に、ホウライシダから気孔を含む表皮を調製した。表皮でも同様に赤色光によって気孔が開き、さらに、青色光を重ねて当てても気孔はそれ以上は開かなかった。以上の結果はシダでは青色光に特異的な気孔反応が欠失している事を示している。青色光に特異的な気孔反応は、他の3種類のシダ植物でも見られなかった。このシダの表皮には免疫学的に細胞膜H^+-ATPaseが存在し、フジコッキンを添加すると気孔が開口し、溶媒の酸性化が見られた。この事実は、シダでも気孔開口の駆動力としてH^+勾配の形成が重要な役割を果たしている事を示している。さらに、ホウライシダの青色光受容体Acphot1とAcphot2が孔辺細胞に発現している事を見出した。このAcphot1を青色光による気孔開口反応を欠いたシロイヌナズナに発現させると、青色光反応が回復した。さらに、青色光に特異的な気孔反応は、他の3種類のシダ植物でも見られなかった。以上の結果はシダ植物では気孔の青色光反応が欠失しており、それは、青色光受容体と細胞膜情報伝達系を繋ぐ成分が欠けているためであると推測された。また、シダ植物の葉内の炭酸ガス濃度が素早く低下し、その後、気孔開口が認められたので、赤色光による気孔開口はこの炭酸ガスの濃度の低下が重要な因子であると考えられた。

研究了蕨类植物的气孔反应，特别是对蕨类植物的影响。材料主要是蕨类植物。蕨叶上的照明使其气孔打开。光合二氧化碳气体也固定，叶片中二氧化碳气体的浓度突然减少。当暴露于红光时，二氧化碳浓度降低并打开孔。但是，即使暴露了蓝光，气孔也没有打开。这被认为是蕨类植物的特征，因为气孔在正常较高的植物中对蓝光敏感。接下来，从蕨类植物制备了气孔表皮。同样，由于红光而打开孔，即使将蓝光施加到表皮上，孔也没有进一步打开。以上结果表明，特定于蓝光的气孔反应在蕨类植物中删除。在其他三个蕨类植物中没有看到针对蓝光的气孔反应。该蕨类植物的表皮具有免疫细胞膜H^+ATPase，当添加藤质时，开口了气孔，表明将溶剂酸化。这一事实表明，H^+梯度的形成在蕨类植物中起着重要作用，作为气孔开口的驱动力。此外，发现蕨类植物的蓝色光感受器Acphot1和Acphot2在后卫细胞中表达。当在拟南芥中表达Acphot1（由于蓝光引起的气孔开口反应）时，蓝光反应得到了恢复。此外，在其他三个蕨类植物中没有看到针对蓝光的气孔反应。以上结果表明，在蕨类植物中删除了气孔蓝光反应，这是因为缺乏连接蓝光受体和细胞膜信号系统的成分。此外，蕨类植物叶片中二氧化碳的浓度迅速减少，然后观察到气孔开口，并且二氧化碳浓度的降低被认为是由红光引起的气孔开口的重要因素。

项目成果

期刊论文数量（16）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Inhibition of blue light-dependent H^+ pumping by abscisic acid through hydrogen peroxide-induced dephosphorylation of the plasma membrane H^+-ATPase in guard cell protoplasts.

脱落酸通过过氧化氢诱导的保卫细胞原生质体中质膜H 2 -ATP酶的去磷酸化来抑制蓝光依赖性H 2 泵送。

DOI：
发表时间：
2004
期刊：
Plant Physiol 136
影响因子：
0
作者：
Jovanovic;Jelena;Zhang et al.
通讯作者：
Zhang et al.

Light Sensing in Plants

植物的光感应

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
影响因子：
0
作者：
Simazaki;K.;Wada et al.
通讯作者：
Wada et al.

Biochemical characterization of the plasma membrane H^+-ATPase activation in guard-cell protoplasts of Arabidopsis thaliana in response to blue light.

拟南芥保卫细胞原生质体中响应蓝光的质膜H + -ATP酶激活的生化特征。

DOI：
发表时间：
2005
期刊：
Plant Cell Physiol 46
影响因子：
0
作者：
Haga;Iino;Seizo Morita;森田清三;Iino;森田清三;Onodera et al.;Takemiya et al.;杉本宜昭;Emi et al.;杉本宜昭;Ueno et al.
通讯作者：
Ueno et al.

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通讯作者：
島崎研一郎

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发表时间：
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通讯作者：
長谷あきら