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後藤 栄治(ごとう えいじ) データ更新日:2020.01.31

助教 /  農学研究院 環境農学部門 森林環境科学


主な研究テーマ
CAM植物における光依存的な気孔運動
キーワード:CAM植物、気孔開口
2015.04~2018.04.
葉緑体光定位運動機構の解明
キーワード:葉緑体、光応答
2015.04~2020.04.
裸子植物における光応答機構の解明
キーワード:裸子植物、光応答
2016.04~2018.04.
光応答の改変による植物生産性の向上
キーワード:光応答、光合成
2015.04~2016.06.
青色光受容体フォトトロピンの細胞内局在に関する研究
キーワード:フォトトロピン、質量分析
2011.04~2012.03.
研究業績
主要原著論文
1. Eiji Gotoh, Noriyuki Suetsugu, Wataru Yamori, Kazuhiro Ishishita, Ryota Kiyabu, Masako Fukuda, Takeshi Higa, Bungo Shirouchi, Masamitsu Wada, Chloroplast Accumulation Response Enhances Leaf Photosynthesis and Plant Biomass Production, Plant Physiology, 10.1104/pp.18.00484, 178, 3, 1358-1369, 2018.11, [URL], Under high light intensity, chloroplasts avoid absorbing excess light by moving to anticlinal cell walls (avoidance response), but under low light intensity, chloroplasts accumulate along periclinal cell walls (accumulation response). In most plant species, these responses are induced by blue light and are mediated by the blue light photoreceptor, phototropin, which also regulates phototropism, leaf flattening, and stomatal opening. These phototropin-mediated responses could enhance photosynthesis and biomass production. Here, using various Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) mutants deficient in chloroplast movement, we demonstrated that the accumulation response enhances leaf photosynthesis and plant biomass production. Conspicuously, phototropin2 mutant plants specifically defective in the avoidance response but not in other phototropin-mediated responses displayed a constitutive accumulation response irrespective of light intensities, enhanced leaf photosynthesis, and increased plant biomass production. Therefore, our findings provide clear experimental evidence of the importance of the chloroplast accumulation response in leaf photosynthesis and biomass production..
2. Eiji Gotoh, Kohei Oiwamoto, Shin Ichiro Inoue, Ken Ichiro Shimazaki, Michio Doi, Stomatal response to blue light in crassulacean acid metabolism plants Kalanchoe pinnata and Kalanchoe daigremontiana, Journal of Experimental Botany, 10.1093/jxb/ery450, 70, 4, 1367-1374, 2019.02, [URL], Blue light (BL) is a fundamental cue for stomatal opening in both C 3 and C 4 plants. However, it is unknown whether crassulacean acid metabolism (CAM) plants open their stomata in response to BL. We investigated stomatal BL responses in the obligate CAM plants Kalanchoe pinnata and Kalanchoe daigremontiana that characteristically open their stomata at night and close them for part of the day, as contrasted with C 3 and C 4 plants. Stomata opened in response to weak BL superimposed on background red light in both intact leaves and detached epidermal peels of K. pinnata and K. daigremontiana. BL-dependent stomatal opening was completely inhibited by tautomycin and vanadate, which repress type 1 protein phosphatase and plasma membrane H + -ATPase, respectively. The plasma membrane H + -ATPase activator fusicoccin induced stomatal opening in the dark. Both BL and fusicoccin induced phosphorylation of the guard cell plasma membrane H + -ATPase in K. pinnata. These results indicate that BL-dependent stomatal opening occurs in the obligate CAM plants K. pinnata and K. daigremontiana independently of photosynthetic CO 2 assimilation mode..
3. Gotoh Eiji, Suetsugu Noriyuki, Higa Takeshi, Matsushita Tomonao, Tsukaya Hirokazu, Wada Masamitsu, Palisade cell shape affects the light-induced chloroplast movements and leaf photosynthesis, SCIENTIFIC REPORTS, 10.1038/s41598-018-19896-9, 8, 2018.01, Leaf photosynthesis is regulated by multiple factors that help the plant to adapt to fluctuating light conditions. Leaves of sun-light-grown plants are thicker and contain more columnar palisade cells than those of shade-grown plants. Light-induced chloroplast movements are also essential for efficient leaf photosynthesis and facilitate efficient light utilization in leaf cells. Previous studies have demonstrated that leaves of most of the sun-grown plants exhibited no or very weak chloroplast movements and could accomplish efficient photosynthesis under strong light. To examine the relationship between palisade cell shape, chloroplast movement and distribution, and leaf photosynthesis, we used an Arabidopsis thaliana mutant, angustifolia (an), which has thick leaves that contain columnar palisade cells similar to those in the sun-grown plants. In the highly columnar cells of an mutant leaves, chloroplast movements were restricted. Nevertheless, under white light condition (at 120 µmol m−2 s−1), the an mutant plants showed higher chlorophyll content per unit leaf area and, thus, higher light absorption by the leaves than the wild type, which resulted in enhanced photosynthesis per unit leaf area. Our findings indicate that coordinated regulation of leaf cell shape and chloroplast movement according to the light conditions is pivotal for efficient leaf photosynthesis..
4. Noriyuki Suetsugu*, Takeshi Higa*, Eiji Gotoh*, Masamitsu, Light-Induced Movements of Chloroplasts and Nuclei Are Regulated in Both Cp-Actin-Filament-Dependent and -Independent Manners in Arabidopsis thaliana, PLOS ONE, 10.1371/journal.pone.0157429, 11, 6, *These authors contributed equally., 2016.06.
5. Ishishita Kazuhiro, Noriyuki Suetsugu, Yuki Hirose, Tomonao Matsushita, Takeshi Higa, Masamitsu Wada, Michio Doi, Eiji Gotoh, Functional characterization of blue-light-induced responses and PHOTOTROPIN 1 gene in Welwitschia mirabilis, JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 10.1007/s10265-016-0790-7, 129, 2, 175-187, 2016.03.
主要学会発表等
1. Eiji Gotoh, Kazuhiro Ishishita, Takeshi Higa, Shin’ichiro Inoue, Noriyuki Suetsugu, Masamitsu Wada, Chloroplast outer membrane-localized phototropin induces the chloroplast avoidance response., 日本植物生理学会, 2019.03.
2. 後藤栄治、木藪亮太、瀬戸口浩彰、篠原慶規、久米篤、和田正三, 林床植物の葉緑体光定位運動, 日本植物学会, 2018.09.
3. Eiji Gotoh, Noriyuki Suetsugu, Wataru Yamori, Takeshi Higa, Bungo Shirouchi, Masamitsu Wada, Chloroplast movement regulates trade-off between light harvesting and photoprotection under a fluctuating light environment, International Symposium on Plant Photobiology, 2018.01.
4. Eiji Gotoh, Noriyuki Suetsugu, Kazuhiro Ishishita, Ryota Kiyabu, Takeshi Higa, Bungo Shirouchi, Masamitsu Wada, Chloroplast accumulation response enhances leaf photosynthesis and plant biomass production, Taiwan-Japan Plant Biology, 2017.11.
5. 石下和宏, 後藤 真朋, 末次 憲之, 比嘉 毅, 和田 正三, 後藤 栄治, 青色光受容体フォトトロピンの機能分化は裸子植物で既に起きていた, 日本森林学会, 2017.03.
6. 後藤 栄治, 井上晋一郎, 大岩本康平, 島崎 研一郎, 土井 道生, CAM植物における青色光依存の気孔開口, 日本植物学会, 2016.09.
7. 後藤 栄治, 大岩本康平, 北川裕基, 井上晋一郎, 島崎 研一郎, 土井 道生, CAM植物における青色光依存の気孔開口, 日本植物生理学会, 2015.03.
8. 後藤 栄治, 末次 憲之, 比嘉 毅, 和田 正三, 葉緑体集合反応は植物の生長を促進する, 日本植物生理学会, 2014.03.
9. 後藤栄治、後藤光太、津山孝人, 樹木葉における弱光下の光合成制御の解析, 第121回日本森林学会大会, 2010.04.
10. 後藤栄治、後藤光太、津山孝人, シロイヌナズナにおける連続光消灯後のクロロフィル蛍光強度の一過的な変動について, 2010.03.
11. 後藤栄治、後藤光太、津山孝人、小林善親, ポプラにおける低温光阻害‐光合成関連遺伝子群の解析‐, 2009.03.
12. 後藤栄治、松本雅好、小川健一、津山孝人、小林善親, 光化学系Ⅰサイクリック電子伝達反応の制御機構, 2009.03.
13. 後藤栄治、後藤光太、津山孝人、小林善親, ポプラにおける低温光阻害, 日本森林学会, 2008.03.
14. 後藤栄治、松本雅好、小川健一、鹿内利治、津山孝人、小林善親, 光合成電子伝達変異株の探索, 日本植物生理学会, 2008.03.
学会活動
所属学会名
日本植物生理学会、日本植物学会
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2018.09~2018.09, 第82回日本植物学会, 座長.
2019.03~2019.03.01, 第60回日本植物生理学会, 座長.
学術論文等の審査
年度 外国語雑誌査読論文数 日本語雑誌査読論文数 国際会議録査読論文数 国内会議録査読論文数 合計
2018年度
その他の研究活動
海外渡航状況, 海外での教育研究歴
KEFRI, Kenya, 2018.09~2018.09.
KEFRI, Kenya, 2016.07~2016.07.
KEFRI, Kenya, 2015.07~2015.07.
KEFRI, Kenya, 2012.08~2012.08.
KEFRI, Kenya, 2013.07~2013.07.
研究資金
科学研究費補助金の採択状況(文部科学省、日本学術振興会)
2019年度~2020年度, 新学術領域研究, 代表, 光合成依存の葉緑体運動の分子機構解明.
2018年度~2020年度, 基盤研究(B), 分担, 日射利用に対する陸上植物の機能的進化と環境適応の解明.
2018年度~2020年度, 基盤研究(C), 分担, 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.
2018年度~2019年度, 若手研究, 代表, 植物の光環境への適応における葉緑体光定位運動の寄与.
2016年度~2016年度, 基盤研究(A), 分担, 葉緑体の運動推進力発生機構の解明.
2015年度~2016年度, 若手研究(B), 代表, 葉緑体光定位運動を利用した針葉樹の生産性向上.
2015年度~2015年度, 挑戦的萌芽研究, 分担, ホモポリマー・プライマー伸長による針葉樹葉緑体ゲノムタイピングシステムの構築.
2014年度~2016年度, 基盤研究(C), 分担, CAM植物の気孔開口メカニズムの解明.
2014年度~2016年度, 基盤研究(A), 分担, トランスクリプトームの網羅的解析情報に基づく第三世代マツ材線虫病抵抗性品種の創出.
2013年度~2013年度, 挑戦的萌芽研究, 分担, Long-PCRによる針葉樹葉緑体ゲノム構造の解明とゲノム完全解読システムの構築.
寄附金の受入状況
2019年度, 公益財団法人ノバルティス科学振興財団, ノバルティス科学振興財団/植物の生長を司る葉緑体局在変化の新たな制御機構の解明.
2019年度, 市村清新技術財団, 市村清新技術財団/植物の光環境への適応を制御する葉緑体光定位運動の非破壊的測定技術の開発.
2016年度, 国際科学技術財団, 研究助成/植物の環境応答を利用した植物生産性向上技術の開発.
学内資金・基金等への採択状況
2017年度~2017年度, QRプログラム, 代表, 炭酸ガス依存の葉緑体運動の分子機構の解明.
2015年度~2016年度, 農学研究院若手教員支援事業(共同研究プロジェクト支援), 代表, 光が導く革新的植物生産技術技術への挑戦.

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