植物のオゾン応答における光呼吸の役割の解明（平成 27年度）
Clarification of the role of photorespiration in plant response to ozone

研究概要

オゾンは植物に対する毒性が強く、現在大気中に存在する化学物質としては最も広範囲で大きな影響を農業や生態系に及ぼしているものの一つである。今後その影響はさらに増大すると予想されるが、その作用や植物の応答についてはまだよくわかっていない。我々は、植物のオゾン応答機構の解明を目的に、シロイヌナズナのオゾン感受性突然変異体の単離と解析を行っており、今回、光呼吸系に欠陥のある、新規感受性変異体を単離した。そこで、オゾン処理及び非処理下でのその変異体の性状（光合成・光呼吸活性、シグナル物質量、遺伝子発現等）を調べ、光呼吸とオゾン応答の関係を明らかにするとともに、本変異体の二酸化硫黄等のオゾン以外のストレス因子に対する感受性を調べ、植物の新規ストレス反応とその影響の度合いを解明する。

研究の性格

• 主たるもの：基礎科学研究
• 従たるもの：

全体計画

　平成26年度：本変異体がオゾン感受性になっている原因を明らかにするため、変異体と野生型について、オゾン処理または非処理下での光合成や光呼吸系の性状について調べる。また、本変異体および野生型植物の気孔開度を測定・比較するとともに、二酸化硫黄や過酸化水素に対する感受性を調べて比較する。さらに、本変異体の原因となっている酵素以外の光呼吸系遺伝子に欠損があり、本変異体と同様に通常の条件下では普通に育つような変異体を文献等で調査し、その種子を入手する。
　平成27年度：平成26年度に得られた結果を基にして、変異体のオゾン感受性と光呼吸の関係をさらに調べるとともに、入手した他の光呼吸系欠損株のオゾン感受性を調べることにより、オゾン感受性形質と光呼吸の全体的フローとの関係を明らかにする。また、変異体および野生型植物をオゾン処理し、細胞内のレドックス状態や各種シグナルの活性、ストレス応答性遺伝子発現等を継時的に測定し、オゾン処理下におけるこれらの植物の生理状態、特にどのようなシグナルが動いているかを解明し、オゾン障害との関係を考察する。
　平成28年度：平成27年度に引き続き、オゾン処理した変異体および野生型植物における各種シグナルの活性や遺伝子発現を測定し、オゾン感受性との関係を明らかにする。また、オゾン感受性の異なるシロイヌナズナの野生系統群について、対象とする酵素や光呼吸活性の、オゾン感受性への寄与度を明らかにする。

今年度の研究概要

昨年度に得られた結果を基にして、変異体のオゾン感受性と光呼吸の関係をさらに調べるとともに、他の光呼吸系欠損株のオゾン感受性を調べることにより、オゾン感受性形質と光呼吸の全体的フローとの関係を明らかにする。
　また変異体及び野生型植物をオゾン処理し、細胞内の過酸化水素濃度等のレドックス状態や各種シグナルの活性（マーカー遺伝子の発現等）について、オゾン処理後継時的に測定し、変異体と野生型植物との間で比較する。

外部との連携

ロストック大学（ドイツ）