高CO2時代の植物応答を解析するためのモデル実験系の構築
キーワード:二酸化炭素, シロイヌナズナ, 光合成, バイオマス
2018.04.
門田 慧奈(もんだ けいな) | データ更新日:2024.04.19 |
主な研究テーマ
サーマルイメージング技法を活用した高CO2時代適応型植物の探索
キーワード:シロイヌナズナ, 二酸化炭素, 窒素, サーモグラフィ
2018.04.
キーワード:シロイヌナズナ, 二酸化炭素, 窒素, サーモグラフィ
2018.04.
研究業績
主要原著論文
1. | Keina Monda, Atsushi Mabuchi, Sho Takahashi, Juntaro Negi, Ryoma Tohmori, Ichiro Terashima, Wataru Yamori, Koh Iba, Increased Cuticle Permeability Caused by a New Allele of ACETYL-COA CARBOXYLASE 1 Enhances CO2 Uptake, Plant Physiology, 10.1104/pp.20.00978, 184, 4, 1917-1926, 2020.12, [URL], Carbon dioxide (CO2) is an essential substrate for photosynthesis in plants. CO2 is absorbed mainly through the stomata in land plants because all other aerial surfaces are covered by a waxy layer called the cuticle. The cuticle is an important barrier that protects against extreme water loss; however, this anaerobic layer limits CO2 uptake. Simply, in the process of adapting to a terrestrial environment, plants have acquired drought tolerance in exchange for reduced CO2 uptake efficiency. To evaluate the extent to which increased cuticle permeability enhances CO2 uptake efficiency, we investigated the CO2 assimilation rate, carbon content, and dry weight of the Arabidopsis (Arabidopsis thaliana) mutant excessive transpiration1 (extra1), whose cuticle is remarkably permeable to water vapor. We isolated the mutant as a new allele of ACETYL-COA CARBOXYLASE1, encoding a critical enzyme for fatty acid synthesis, thereby affecting cuticle wax synthesis. Under saturated water vapor conditions, the extra1 mutant demonstrated a higher CO2 assimilation rate, carbon content, and greater dry weight than did the wild-type plant. On the other hand, the stomatal mutant slow-type anion channel-associated1, whose stomata are continuously open, also exhibited a higher CO2 assimilation rate than the wild-type plant; however, the increase was only half of the amount exhibited by extra1. These results indicate that the efficiency of CO2 uptake via a permeable cuticle is greater than the efficiency via stomata and confirm that land plants suffer a greater loss of CO2 uptake efficiency by developing a cuticle barrier.. |
2. | Monda K, Araki H, Kuhara S, Ishigaki G, Akashi R, Negi J, Kojima M, Sakakibara H, Takahashi S, Hashimoto-Sugimoto M, Goto N, Iba K, Enhanced Stomatal Conductance by a Spontaneous Arabidopsis Tetraploid, Me-0, Results from Increased Stomatal Size and Greater Stomatal Aperture, Plant Physiology, 10.1104/pp.15.01450, 170, 3, 1435-1444, 2016.03. |
3. | Takahashi S*, Monda K*, Negi J, Konishi F, Ishikawa S, Hashimoto-Sugimoto M, Goto N, Iba K (*co-first author), Natural Variation in Stomatal Responses to Environmental Changes among Arabidopsis thaliana Ecotypes, PLOS ONE, 10.1371/journal.pone.0117449, 10, 2, e0117449, 2015.02. |
4. | Monda K, Negi J, Iio A, Kusumi K, Kojima M, Hashimoto M, Sakakibara H, Iba K, Environmental regulation of stomatal response in the Arabidopsis Cvi-0 ecotype, Planta, 10.1007/s00425-011-1424-x, 234, 3, 555-563, 2011.05. |
主要学会発表等
学会活動
学会大会・会議・シンポジウム等における役割
2023.12.09~2023.12.09, 2023年度三学会合同福岡例会, 九州沖縄植物学会福岡県委員(世話役).
2022.12.10~2022.12.10, 2022年度三学会合同福岡例会, 九州沖縄植物学会福岡県委員.
2021.12.11~2021.12.11, 2021年度三学会合同福岡例会, 九州沖縄植物学会福岡県委員.
2021.01.01~2021.06.06, 三学会合同福岡大会2021, プログラム編成等.
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)
2023年度~2025年度, 若手研究, 代表, 植物の二酸化炭素応答「尺度」決定メカニズムの実体解明.
2020年度~2022年度, 若手研究, 代表, ストレス応答と独立に働く、アブシシン酸非依存的な気孔の二酸化炭素応答機構.
2016年度~2017年度, 研究活動スタート支援, 代表, 野生シロイヌナズナの大規模解析から探る気孔制御によるC/Nバランスの最適化機構.
2012年度~2014年度, 特別研究員奨励費, 代表, 植物における純粋な二酸化炭素シグナル伝達機構の探索.
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