植物分子生理学グループ

Group of Plant Molecular Physiology

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教員

教授: 且原 真木 Prof. Dr. Maki KATSUHARA
E-mail: kmaki@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物生理学、植物栄養学
准教授: 佐々木 孝行 Assoc. Prof. Dr. Takayuki SASAKI
E-mail: tsasaki@(@以下はokayama-u.ac.jp を付けてください。)
専門分野: 植物分子生物学・植物栄養学

主な研究テーマ

1. 塩ストレス応答における水、低分子化合物、イオンの輸送機構とその制御の解析
塩ストレスに対する最初期の応答として、オオムギやイネの耐性品種では根の水透過性がすみやかに抑制されることを見出しました。現在その制御因子の研究を進めています。また水輸送体アクアポリンについて、その水輸送機構とストレス応答の研究に加えて、水以外の重要な低分子化合物(H2O2やCO2等)の輸送を担うアクアポリン分子種の研究も進めています。塩ストレス環境下におけるイオン輸送系についての分子生理学的な機能解析も行っています。

2. 植物におけるアルミニウム毒性と耐性機構の解析
タバコ培養細胞と植物体を材料に、Alによる細胞死誘発や根伸長阻害の機構を解析して います。最近は液胞プロセッシング酵素とショ糖輸送体に着目した機構を明らかにしました。さらにAl耐性機構である「Alによって活性化されるリンゴ酸トランスポーター(ALMT1)」のAl活性化のメカニズムを解析しています。また、植物の様々な生理現象に関わるALMT輸送体ファミリーの機能多様性についても研究しています。

3. 環境ストレス応答に関係するイオンチャネル
塩ストレス環境下では過剰なナトリウムイオンの流入や必須元素であるカリウムの吸収阻害などが起きます。さらにAl存在下ではALMT1を介したリンゴ酸の放出が起きます。これらイオンの「流れ」に関与する輸送体(チャネル・トランスポーター)を、アフリカツメガエル卵母細胞系に発現させた異種機能発現系で電気生理学的に輸送活性を測定し、その特性を解明しています。

Latest publications (for complete and most current publications visit group pages)

(1) Suzuki, K., Costa, A., Nakayama, H., Katsuhara, M., Shinmyo, A. and Horie, T. OsHKT2;2/1-mediated Na+ influx over K+ uptake in roots potentially increases toxic Na+ accumulation in a salt-tolerant landrace of rice Nona Bokra upon salinity stress. J. Plant Res. 129: 67-77. DOI: 10.1007/s10265-015-0764-1 (2016. 1.)
(2) Mahdieh, M., Mostajeran, A. and Katsuhara, M. Phosphorus Deprivation Effects on Water Relations of Nicotiana tabacum Plant via Reducing Plasma Membrane Permeability. Russ. J. Plant Phys. 63: 54-57. DOI: 10.1134/ S102144371601012X (2016. 1.)
(3) Suzuki, K., Yamaji, N., Costa, A., Okuma, E., Kobayashi, N. I., Kashiwagi, T., Katsuhara, M., Wang, C., Tanoi, K., Murata, Y., Schroeder, J. I., Ma, J. F. and Horie, T. OsHKT1;4-mediated Na+-selective transport contributes to Na+ exclusion from leaf blades of rice at the reproductive growth stage upon salt stress. BMC Plant Biol. 16: 22. DOI: 10.1186/s12870-016-0709-4 (2016. 1.)
(4) Azad, A. K., Ahmed, J., Alum, M. A., Hasan, M.M., Ishikawa, T., Sawa, Y. and Katsuhara, M. Genome-Wide Characterization of Major Intrinsic Proteins in Four Grass Plants and Their Non-aqua Transport Selectivity Profiles with Comparative Perspective. PLoS ONE 11: e0157735. doi: 10.1371/journal.pone.0157735 (2016. 6.)
(5) Sharipova, G., Veselov, D., Kudoyarova, G., Fricke, W., Dodd, I., Katsuhara, M., Furuichi, T., Veselova, S. and Veselov, S. Exogenous application of abscisic acid (ABA) increases root and cell hydraulic conductivity and abundance of some aquaporin isoforms in the ABA deficient barley mutant Az34. Ann. Bot. 118: 777-785. doi: 10.1093/aob/mcw117 (2016. 10.)
(6) Rhee, J., Horie, T., Sasano, S., Nakahara, Y. and Katsuhara, M. Identification of an H2O2 permeable PIP aquaporin in barley and a serine residue promoting H2O2 transport. Physiologia Plantarum Version of Record online DOI: 10.1111/ppl.12508 (2016. 10. Online preview)
(7) Sasaki, T., Tsuchiya, Y., Ariyoshi, M., Ryan, P.R. and Yamamoto, Y. A chimeric protein of aluminum-activated malate transporter generated from wheat and Arabidopsis shows enhanced response to trivalent cations. Biochim. Biophys. Acta 1858: 1427-1435. (2016. 7.)
(8) Takanashi, K., Sasaki, T., Kan, T., Saida, Y., Sugiyama, A., Yamamoto, Y. and Yazaki, K. A dicarboxylate transporter, LjALMT4, mainly expressed in nodules of Lotus japonicas. Mol. Plant Microbe Interact. 29: 584-592. (2016. 7.)
(9) Sasaki, T., Tsuchiya, Y., Ariyoshi, M., Nakano, R., Ushijima, K., Kubo, Y., Mori. I.C., Higashiizumi, E., Galis, I. and Yamamoto, Y. Two members of the aluminum-activated malate transporter family, SlALMT4 and SlALMT5, are expressed during fruit development and the overexpression of SlALMT5 alters organic acid contents in seeds in tomato (Solanum lycopersicum). Plant Cell Physiol. 57: 2367-2379. (2016. 11.)