平成24年度　資源生物機能学講座セミナー

連絡先：資源生物機能学講座（土壌生物化学研究分野）浅川（内線5509）

第９回　平成25年 1月15日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

Sbaihat Layth R. F.

（植物病理学研究分野　D2）

Studies on Elicitors Inducing Resistance Reactions in Plants

　When plants interact with certain pathogens, they protect themselves by generating various defense responses; including reactive oxygen species (ROS) production, reactive nitrogen species (RNS) production, hypersensitive reaction (HR), phytoalexin production and the expression of resistance related genes. Molecules called elicitors induce these defense responses; elicitors could be endogenous or exogenous, moreover, several elicitors were purified from non-pathogenic bacteria, fungi, and algae or even chemically constructed.

　Tributyl citrate (TBC) is a low molecular weight compound produced by Phytophthora infestans. Resistance reactions were induced in potato following treatments with TBC. I confirmed ROS production, induction of hypersensitive cell death and phytoalexin production in potato (cultivars Rishiri and Sayaka) tubers.

　A crude extraction product of sea algae showed activities of inducing several resistance reactions in plants. It was confirmed to induce HR in Nicotiana benthamina plants, to induce phytoalexin production, ROS production, HR and resistance to Botrytis cinerea in potato plants, in addition, to induce ROS production and reducing late blight and powdery mildew severity in tomato plants.

平成25年 1月7日（月）午後3時〜（予備審査会）

農学部第８講義室

Shelley, Israt Jahan

（植物遺伝育種学研究分野　D3）

Studies on molecular mechanisms regulating root elongation for the modification of root architecture in rice

　 Root system structure is defined by the development of component roots represented by several parameters, such as length, number, and their configuration in the soil profile. Among all, the root length is one of the most important and thus frequently measured parameters that are related to plant ability to acquire soil resources. Root length is regulated by cell division in the division zone and cell elongation at the elongation zone.　 To investigate the molecular mechanisms regulating root elongation in rice, we have selected some rice root mutants those are defective in root elongation. Among them, both reduced root length2, rrl2 and rrl3 mutants showed a defect in cell division in the division zone of seminal root, crown roots and lateral roots, whereas short lateral root length1, sll1 mutant only　 has decreased lateral root growth due to a defect in the elongation of cells in the elongation zone.

　 We tried to clone these mutants’ causative genes by map-based cloning. Here, we will show several data on how these genes regulate root elongation and also discuss about usefulness of these genes for the modification of root architecture in rice.　

柴田裕介

（植物病理学研究分野　D3）

ナス科植物のジャガイモ疫病菌抵抗性関連遺伝子の探索とその機能解析

　ジャガイモ疫病菌はジャガイモに重篤な病害を引き起こす。これまでに真性抵抗性遺伝子の導入により様々な抵抗性品種が育種されたが、疫病菌の変異により抵抗性が打破され問題となっている。したがって、恒久的な抵抗性植物の作出には、植物の持つ病害抵抗性機構の全容解明が求められている。当研究室ではジャガイモと同じナス科植物で、疫病菌に抵抗性を示すベンサミアナタバコを用い、本植物の疫病菌抵抗性機構の解明を目指している。本研究では、病害抵抗性に関わると予想された遺伝子や新規遺伝子スクリーニングから単離された遺伝子の疫病菌抵抗性における機能解析を行った。遺伝子サイレンシング株を用いた解析により、植物ホルモンであるサリチル酸とエチレンを介した細胞内情報伝達が、それぞれ過敏感細胞死の誘導と抗菌性化合物であるファイトアレキシン合成を制御し、疫病菌抵抗性に重要な役割を担っていることを明らかにした。また、新規遺伝子のスクリーニングでは、エチレン生合成およびセスキテルペノイドファイトアレキシンの生合成経路（メバロン酸経路）の酵素遺伝子が多数単離され、エチレンを介したファイトアレキシン合成が、ベンサミアナタバコの疫病菌抵抗性に中心的な役割を担っていることが示された。さらに、抵抗性が著しく低下するサイレンシング株からPDR型ABCトランスポーターをコードするPDR1遺伝子を単離した。PDR1は複数のテルペノイドの分泌に関与し、1)ジテルペノイドを介した侵入抵抗性と 2)セスキテルペノイドを介した拡大抵抗性の両方に必須なトランスポータであることが示された。

落合正樹

（園芸科学研究分野　D3）

トルコギキョウの開花における細胞壁伸展性関連タンパク質の機能とその制御

　本研究の目的は開花現象の制御による切り花鑑賞価値の向上である。一般的に開花現象は花弁が細胞肥大により背軸側へ反り返る現象である。細胞肥大には液胞への可溶性物質の蓄積や水の流入とともに細胞壁の伸展性の上昇が不可欠であり、この細胞壁の伸展性に関わるタンパク質としてはエクスパンシンやエンド型キシログルカン転移酵素／加水分解酵素（XTH）が知られている。エクスパンシンとXTHは発現する器官や時期が異なる多数のホモログを有している。切り花としての需要が高いトルコギキョウにおいても開花中の花弁において特異的に発現するホモログが同定された。そこで、これらのホモログの開花現象における機能を明らかにするとともに、植物ホルモンおよび阻害剤の外生処理や形質転換法を活用し、エクスパンシンとXTHの発現制御を通した開花現象の調節方法の確立を目指した。

第８回　平成24年 12月20日（木）午後4時30分〜

農学部第８講義室（曜日がいつもと異なります，ご注意下さい．）

妹尾啓史

（東京大学大学院農学生命科学研究科　教授）

水田土壌の脱窒微生物：現象の発見から一世紀を経て見えてきたその姿

　水田は温室効果ガスN₂Oの発生や硝酸の溶脱が少ない農耕地である。これは土壌の高い脱窒活性に由来する。脱窒は、硝酸や亜硝酸が微生物の呼吸の電子受容体として用いられ、NO、N₂O、N₂に還元される反応である。水田の脱窒現象が見出されて100年になるが、それを担う微生物については知見が少なかった。我々は、培養に依存しない複数の分子生態学的解析手法、新規に開発した分離法を用いた解析手法、さらにはメタゲノム解析法により、水田土壌で実際に機能している脱窒菌群集の系統関係を世界に先駆けて明らかにし、その生態と機能を初めて詳細に解明した。

第７回　平成24年 12月17日（月）�ﾟ後4時30分〜

農学部第８講義室（曜日がいつもと異なります，ご注意下さい．）

Dr. Yuri Shavrukov

(Australian Centre for Plant Functional Genomics

University of Adelaide, Australia)

Salinity tolerance: Hydroponics, HVP and other candidate genes involved in plant response to salt with a range of pH

　　Methodology for salt application. Hydroponics is one of the fundamental tools for plant research. It is widely used and has been reviewed recently (Shavrukov et al. 2012a, Chapter in the Book ‘Hydroponics’). Gene expression profiles are different in response to methods of NaCl application. Salt shock (single, one step NaCl application) results in rapid changes in genes with osmotic function, and fewer changes in ionic responsive genes were registered. Salt stress (graduate NaCl application) causes smooth and different reactions of salt-responsive genes (Shavrukov 2012b, JEB).

　Vacuolar H⁺-pyrophosphatase (V-PPase). Three vacuolar H⁺-pyrophosphatase genes have been identified in barley (HVP10, HVP1 and HVP3). The first and second genes, HVP10 and HVP1, were localised to chromosome 7HL and 7HS, respectively, in a mapping population developed from the cross ‘Barque-73 x CPI-71284’ (Shavrukov et al. 2012c, Planta). These genes play tissue-specific roles in both Na⁺ exclusion (roots), and in compartmentalisation of toxic Na⁺ into vacuoles (shoots) in salinity-tolerant barley genotypes. HVP10 and HVP1 gene sequences reveal that they share a similar gene structure but different amino-acid sequence of proteins. This can indicate for different mechanisms of regulation of the gene expression and possibly different roles of both HVP10 and HVP1 in Na⁺ exclusion and salinity tolerance. We mapped a third gene, HVP3, to chromosome 1H and it was expressed neither in roots nor in shoots of any of the barley genotypes tested in response to salt stress. Nucleotide sequence analysis suggests that insertions/deletions can occur during evolution within two highly conserved domains shared by HVP10-HVP1 and HVP3 genes.

　Salinity and range of pH: QTL and candidate genes identification. Two mapping populations: bread wheat (Opata x Synthetic M85) and barley (Chebec x Harrington) were selected based on the screening of parents in salt stress in conjunction with a range of pH in hydroponics (acetic, neutral and alkali). Wheat parents had variable Na⁺ accumulation in leaves, especially with neutral pH, despite relatively similar growth of all plants (shoot fresh and dry weights). In contrast, barley parents did not reveal significant differences in Na⁺ accumulation while plants of Harrington had better growth in alkali pH with NaCl compared to Chebec. QTLs and candidate genes will be analysed in the mapping populations for salinity tolerance in the range of pH. We will test preliminary information about AOX, V-PPase, SOS, HKT and NHX genes, which are known to be involved in salinity tolerance and might be also sensitive to pH in Growth solution.

第６回　平成24年 11月20日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

Jennifer Niones（植物病理学研究分野 D2）

Elucidating the molecular mechanisms　 of 　Epichloë endophyte　 in plant　 protection　　 against grass pathogens

　 Epichloae (Epichloë/Neotyphodium species) endophytes are a group of fungi　 that form symbiotic relationship (symbiota) with a broad spectrum of grasses within the Pooideae subfamily. The ability of some endophyte strains to　 protect its host plant against important grass diseases, insect and small animal herbivory, lead its potential use in biological control. While much has been reported on the ability of endophyte to protect its host from pathogens, the mechanisms of fungal endophyte in plant protection against pathogens are least understood. Our study generally aims to characterize and analyze the genes involved for the biosynthesis and regulation　 of inhibitory substances produced by the endophyte against infecting grass pathogens.

�@ We screened for Epichloë festucae isolates, which could inhibit the mycelial growth of grass pathogens in axenic culture. The antifungal activity of Epichloë isolates ranges from non-inhibition of endophyte isolate from any of the grass pathogens tested to inhibition of　 at most five fungal pathogens. Ef437 could inhibit the colony growth of 3 Drechslera spp., C. graminicola and B. sorokiniana. Through restriction enzyme-mediated integration (REMI) mutagenesis of Ef437 isolate, we identify several mutants that have lost its ability to inhibit the pathogen. One of the mutants, 830, contains plasmid insertion in the promoter region of a transcription factor Vib-1. In Neurospora crassa, Vib-1 is known as a transcriptional regulator that is essential for the expression of the genes involved in non-self recognition and promotion of cell death. Confocal microscopy of GFP under the control of vib-1 promoter introduced in E. festucae revealed that expression of vib-1 is induced only in endophyte mycelia, which has an encounter with the pathogens.

平成24年 11月16日（火）午後3時30分〜（予備審査会）

農学部第３講義室

Monjil, Mohammad Shahjahan（植物病理学研究分野D3）

FUNCTIONAL ANALYSIS OF ELICITORS INDUCING ROS AND RNS PRODUCTION IN PLANT（植物の活性酸素種および活性窒素種を

生成するエリシターの機能解析）

　　Plants recognize certain microbial compounds as elicitors of their active defense mechanisms. Methanol extract of Phytophthora infestans was used as crude elicitors for the induction of defense reactions in plant-pathogen interaction in the form of reactive oxygen species (ROS), nitric oxide (NO), hypersensitive cell death and phytoalexins accumulation in potato. Crude elicitor also induce several defense-related gene expression. To find out the actives compounds in crude elicitors, purification was done and several new ceramide compounds were isolated. Among them two compounds namely Pi-ceramide D and Pi-ceramidePE D highly generated ROS without producing phytoalexin in potato and induced resistance against P. infestans. Other compounds induced ROS and these characterization is still under process.　 I also used two bis-allyl ketone compounds, namely NSDS-4190 and NS-200924, which potentially have NO producing activity. NSDS-4190 induced resistance in potato and N. benthamiana against P. infestans. Pathogenesis-related 1a (NbPR1a) and nitric oxide associated 1 (NbNOA1) genes was found to be associated with the NSDS-4190-induced resistance to N.benthamiana against P. infestans.

加藤大明（植物病理学研究分野 研究員）

植物の感染防御応答における一酸化窒素の生成および機能�ﾉ関する研究

　　植物は病原菌の感染に対し、抵抗反応あるいは罹病応答を誘導する。それらの応答の過程において活性酸素種および活性窒素種といった活性酸素分子種の生成が起こり、細胞内の情報伝達系を規定するシグナル伝達因子として機能することが推定されている。そこでジャガイモ（Solanum tuberosum）とジャガイモ疫病菌（Phytophthora infestans）の相互作用系を対象とし、感染防御応答の際に植物細胞内において生成する一酸化窒素（NO）による細胞内情報伝達機構を解明するため、植物細胞内におけるNO生成機構およびNOの標的分子の特定を課題として研究を行った。

第５回　平成24年 10月30日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

岩崎行玄（福井県立大学 生物資源学部 教授）

植物３量体Ｇタンパク質シグナリング

　　動物や酵母の３量体Ｇタンパク質は、αサブユニット（Gα）、βサブユニット（Gβ）、γサブユニット（Gγ）の３種類で構成される。イネとシロイヌナズナは、１種類のGα遺伝子とGβ遺伝子を持つ。両遺伝子の欠失変異体または遺伝子発現抑制個体の解析から、植物のGαとGβは、いずれも細胞数を正に制御することが明らかになった。シロイヌナズナでは３種類のGγが同定されており、動物と相同性が高いGγ１とGγ２、およびTumor necrosis factor receptor domain (TNFR)とvon Willebrand factor type C domain (VWFC)を有するGγ３である。イネでは、推定遺伝子を含めると５種類のGγが存在する。シロイヌナズナGγ１と相同性が高いGγ１、機能未知なタンパク質を�ﾜむGγ２、シロイヌナズナGγ３と相同性を有するGγ３、Gγ４、Gγ５である。現在、植物３量体Ｇタンパク質シグナリングにおいては、複数の外来シグナル候補（スクロースやABA）、６種類を超える受容体候補、情報変換因子としての３量体Ｇタンパク質、GαやGβと相互作用する５種類の効果器候補が報告されているが、GαおよびGβ変異体が示す矮性を説明するには至っていない。昨年、シロイヌナズナGγ３が新たに同定された結果、これと相同性が高いイネ遺伝子はGS3（Gγ３）とDN1（Gγ４）であった。GS3は種子を大きくする遺伝子として、DN1は種子数を増加する遺伝子として利用されている。少なくとも、イネにおいては、３量体Ｇタンパク質シグナリングは、収量を増大するための育種において、重要な働きをしている。

第４回　平成24年 7月17日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

Hirofumi Yoshioka

（Defense in Plant-Pathogen Interactions　Associ. Prof.）

ROS and NO bursts in plant immunity

　　　 Rapid production of reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO) has been implicated in plant immunity. A potato calcium-dependent protein kinase 5 (StCDPK5) activates NADPH oxidases StRBOHA to D by direct phosphorylation of their N-terminal regions, and heterologous expression of StCDPK5 and StRBOHs in Nicotiana benthamiana results in ROS burst. The transgenic potato plants that carry a constitutively active StCDPK5 driven by a pathogen-inducible promoter of the potato showed high resistance to late blight pathogen Phytophthora infestans accompanied by HR-like cell death and H₂O₂ accumulation in the attacked cells. In contrast, these plants showed high susceptibility to early blight necrotrophic pathogen Alternaria solani, suggesting that ROS burst confers high resistance to near-obligate hemibiotrophic pathogen P. infestans, but high susceptibility to necrotrophic pathogen. There are many reports about complementary, synergistic and overlapping functions of NO and ROS in the defense responses. Two mitogen-activated protein kinase (MAPK) cascades, MEK2-SIPK and cytokinesis-related MEK1-NTF6, are involved in the induction of NbRBOHB at the transcriptional level in N. benthamiana. On the other hand, NO burst is regulated by the MEK2-SIPK cascade. Conditional activation of SIPK in potato plants induces ROS and NO bursts, and confers resistance to both near-obligate hemibiotrophic and necrotrophic pathogens, indicating the plants may have obtained during evolution the signaling pathway which regulates both NO and ROS production to adapt to wide-spectrum pathogens.

第３回　平成24年 6月19日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

岩田　洋佳（東京大学大学院農学生命科学研究科　准教授）

ゲノミックセレクションで植物育種を加速する

　世界人口は2050年には90億を超えるとも推計されている。この人口増加をささえるには年あたりでは4400万トン／年の増産が必要とされている。このような増産を限られた資源のもとで達成するためには、作物の生産力を大幅に向上させる必要があり、それには育種のスピードを高度に加速する技術革新が不可欠となる。

　現在、育種速度を高度に向上させる技術として、ゲノムワイドマーカーをもとに優良個体を選抜するゲノミックセレクション（GS）が注目されている。GSでは、育成中の材料にみられる目標形質とゲノムワイドマーカー間の関連をもとに、ゲノムワイドマーカーから「目標形質を予測する」モデルを構築する。そして、その予測モデルをもとにゲノムワイドマーカーから目標形質を予測することで、「目標形�ｿを実際に計測することなく」優良個体を選抜する。GSを用いれば、（１）環境の影響を受けやすい量的形質をどこでも安定して選抜できる、（２）温室等で世代促進を行いながら優良個体を選抜することで改良速度を上げられる、（３）個体単位では計測や選抜が困難であった形質について個体選抜が可能となる。

　このようにGSは、育種の新しいパラダイムともなりうる技術であるが、植物育種での実用化のためには、今後、実証試験やシミュレーション研究に基づく新技術の最適化を進めていく必要がある。また、良い予測モデルを構築するには、結局、表現型データや関連する環境データの蓄積が非常に重要となる。今後は、表現型を大量に正確に計測するためのフェノミクス技術の開発や、植物の環境応答のモデリングに関する研究を進めることも重要となるだろう。

第２回　平成24年 5月18日（金）午後4時30分〜

農学部第７講義室

Yong LI（土壌生物化学研究分野　D3）

Microbial communities responsible for the decomposition of rice plant root cap cells in paddy soil

　　　 Although root cap cells are an important substrate for microorganisms inhabiting the rhizosphere, little attention has been paid to the microorganisms responsible for the decomposition of sloughed root cap cells.

　　　 This study used rice callus cells as a model material of root cap cells after labeling them with ¹³C. ¹³C-enriched callus cells were subjected to decomposition in paddy soil under aerobic and anaerobic conditions. DNA was extracted from the incubated soil periodically, and DNA-stable isotope probing (SIP) analysis was conducted to identify the microbial communities that involved in the decomposition process of callus cells. In addition, the carbon flow from callus cells to methanogens via CO₂ and acetate and to phage-mediated microbial loop were elucidated in this study.

第１回　平成24年 4月17日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

太田垣　�x吾（園芸科学研究分野　助教）

北大発・遺伝研経由・名大園芸科学行

�猿ﾒは平成２４年４月１日より資源生物機能学講座園芸科学研究分野の助教に着任したが、研究者人生は植物ウイルスベクターを介して誘導されるエピジェネティックな遺伝子発現抑制の効率と遺伝的安定性を��閧ｷる因子について解析した学位研究からスタートした。この研究で解析対象とした転写型ジーンサイレンシング（Transcriptional gene silencing; TGS）はDNA配列の変化を伴わないエ�sジェネティックな遺伝子発現制御機構の一つとして知られており、プロモーター領域と相同な配列を持つ二本鎖RNAの存在下で核内DNAのプロモーター領域中のシトシンがメチル化されることにより誘導される。学位研究では、ある種の植物ウイルスはゲノムの複製中間体形成時、あるいはその後の高次構造形成時に二本鎖RNAを形成し、かつ種子伝搬しないことから植物細胞への一過的な二本鎖RNAの供給源として利用可能であるという点に着目し、キュウリモザイクウイルスベクターを介した配列特異的なDNAメチル化およびTGS誘導系の開発、および開発したTGS誘導系を利用したTGSの機構解析を行った。

続いて学�ﾊ取得後は、国立遺伝学研究所にて次世代シークエンサーを用いた大規模転写解析によるイネ属での雑種強勢機構の解析をテーマに研究を行った。雑種強勢とは異なる品種・系統間での後輩に由来する雑種第一代個体が両親個体よりも優れた形質を示す現象をさし、作物育種にも積極的に取り入れられている現象であるが、その制御機構は未だ不明である。そこで当該研究では、様々なゲノム要素を持つイネ属の３種類の雑種組み合わせでのトランスクリプトーム解析から雑種強勢に必須の共通要素の詳細な洗い出しを試みた。

本講演では園芸科学研究分野着任前に行ってきたこれらの研究について、より具体的な内容と得られた結果について発表する。

平成23年度　資源生物機能学講座セミナー

連絡先：資源生物機能学講座（植物病理学研究分野）竹本（内線4029）

第10回　平成24年 1月17日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

落合 正樹（園芸科学研究分野 Ｄ２）

花弁成長に関与する遺伝子の機能解析とその制御

　　本研究の目的は、切り花の開花現象の制御による鑑賞期間の延長である。開花現象とは、多くの場合、花弁が細胞肥大によって背軸側へ反り返る現象である。細胞肥大には液胞への糖などの可溶性物質の蓄積、液胞への水の流入、そして、細胞壁の伸展性の上昇が必要となる。本研究では基礎代謝への影響がより少ないと予想される細胞壁の伸展性に着目した。この反応に関わる遺伝子としてはエクスパンシンやエンド型キシログルカン転移酵素／加水分解酵素（XTH）などが知られており、これらは多数のホモログを有し、ホモログごとに発現器官やタイミングが異なる。そこで、トルコギキョウの花弁より両遺伝子のクローニングを行ったところ、３種類のエクスパンシンと１種類のXTHが得られた。器官別発現解析の結�ﾊ、いずれのホモログも展�J中の花弁で強い発現を示したことから、これらのホモログが花弁における細胞肥大に関与しているものと想定される。そこで現在、これらのリコンビナントタンパク質を作製し、花弁の細胞壁の力学的性質への影響を調べるとともに、開花現象における機能をより詳細に明らかにするた�ﾟに、ホモログごとに発現抑制形質転換体の作出を試�ﾝている。本研究により得られた知見をもとに、最終的にはエクスパンシンおよびXTHの発現制御を通した開花現象の調節方法の確立を目指す。

第9回　平成23年12月26日（月）午後4時30分〜

農学部第８講義室

木富　悠花（植物遺伝育種学研究分野 Ｄ３）

イネ根系形成遺伝子の機能解析とその下流因子の探索

　　　イネは地上部の基部茎葉節から数�ｽくの不定根 (冠根) を発生させ、ひげ根状根系を形成する。我々は冠根数が著しく減少するcrown rootless (crl) 変異体を用いて、イネの冠根形成の分子機構の解明を試みた。冠根形成の初期段階である原基の誘導過程 (initiation) が阻害されるcrl4およびcrl5変異体の機能解析の結果、冠根のinitiationには植物ホルモンであるオーキシンのシグナル伝達が重要な役割を果たしていることが判明した。さらにCRL5過剰発現体を用いた解析から、CRL5遺伝子を介したオーキシンシグナル伝達とサイトカイニンシグナル伝達の相互作用が冠根形成に関与していることが明らかになった。根の発生はオーキシンにより正に、またサイトカイニンにより負に制御されるが、これら両ホルモン間の拮抗作用を支配する分子機構の実体は未解明の点が多く残されていた。これに関して我々は本研究により、CRL遺伝子を介したオーキシンとサイトカイニンの拮抗作用機構を明らかにすることができた。このCRL5遺伝子の関与する根系形成経路は根数を増加させることができる経路であることも判明したため、本研究ではこの経路下流で機能し根数増加に関与する遺伝子の探索も試みた。これらの解析により得られた知見を用いることでイネの根系をさらに発達させ、水分吸収量の増加に伴う光合成同化量の増加により多収を実現するような分子育種が可能となると考えられる。

李　哲揆（土壌生物化学�､究分野　Ｄ３）

DNA-SIP法を用いた土壌中における植物遺体由来炭素の循環に関与する微生物群集の解析 　

水田土壌において稲ワラなどの植物遺体は土壌中で微生物により分解され、水田の主要な有機物供給源となっている。本研究では土壌中における植物遺体分解に関与する細菌群集の解明お�謔ﾑ、植物�竭ﾌ由来の炭素循環に関わる微生物について、¹³Cで標識した植物遺体を基質としたDNA-Stable isotope probing法（安定同位体基質プロービング法）を用いて明らかにした。まず稲ワラのモデル物質として¹³Cで標識したカルスを作出し、その植物体としての妥当性を評価した。またこのカルスを分解する細菌群集の解析を行い、カルス分解と土壌有機物分解に関わる細菌群集の比較および、好気条件と嫌気条件のそれぞれの土壌における、カルス分解に関与する細菌群集の比較を行った。続いてカルス由来の炭素の微生物間フローを調べた。その結果、好気�Iな土壌中の微小嫌気空間において、絶対嫌気性菌がカルス由来の炭素を取り込み生育していることが明らかとなった。さらに土壌中におけるバクテリオファージへのカルス由来の炭素の取り込みを確認することで、バクテリオファージが関与するMicrobial loopという新たな炭素循環系も発見できた。

第８回　平成23年12月20日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

Israt Jahan Shelley（植物遺伝育種学研究分野 Ｄ２）

A trial on molecular improvement of rice root system through cloning genes involved in the maintenance of root apical meristem

　　　 Under rainfed lowland conditions, the topsoil above the hardpan is often exposed to frequent wet and dry cycles and such water stress can cause substantial reduction in growth and yield of rice plants. Under these soil water conditions, it is very important for continuous shoot growth to maintain and increase the total root length. However, compared with well-watered conditions, the amount of water absorption and the photosynthetic assimilates are limited under the stress conditions. Therefore, in order to progress the breeding program to increase the total root length, we have to consider the competition of photosynthetic assimilates between shoot and root system.

　　　 Rice root system consists of main roots (seminal and crown roots) and their lateral roots. Since main roots are much thicker than lateral roots, 15 times higher photosynthetic assimilates are needed to increase the main roots’ length, compared with the same length of lateral roots. So, on the base of cost performance, it is the best way to increase the total root length by reducing main root length and increasing lateral root length. Now, we are trying to improve rice root system like that by using rice mutants defective in the maintenance of root apical meristem and cloning their causative genes. Here, I would like to present our trials about it.

第７回　平成23年11月15日（火）午後4��30分〜

農学部第８講義室

柴田裕介（植物病理学研究分野 　Ｄ２）

ナス科植物におけるジャガイモ疫病菌抵抗性

遺伝子の網羅的解析

　ジャガイモ疫病菌は宿主植物であるジャガイモに重篤な病害を引き起こす。これまでに抵抗性遺伝子の導入により様々な抵抗性品種が育種されたが、疫病菌の変異により　抵抗性が打破され問題と�ﾈっている。

　当研究室ではジャガイモと同じナス科の植物でジャガイモ疫病菌に対して齢に依存した強い抵抗性を示すベンサミアナタバコを用い、本植物の持つ抵抗性を明らかにしジャガイモでの応用を目指している。これまでにシロイヌナズナ等のモデル植�ｨを用いた研究より見出された　病害抵抗性に関わると考えられる遺伝子のノックダウン株を作出し疫病菌抵抗性を解析したところ、植物ホルモンであるサリチル酸及びエチレン、病原体認識受容体関連因子、抗菌化合物に関わる因子が疫病菌抵抗性に重要であることを明らかにした。またエリシター応答性遺伝子ライブラリを用いた新規疫病菌抵抗性遺伝子スクリーニングから複数の遺伝子を単離した。これら遺伝子のノックダウン株を用い疫病菌抵抗性に関わると考えられる現象について多面的に解析を行ったので報告する。

第６回　平成23年10月25日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

奈島賢児 　（園芸科学研究分野 　Ｄ３）

大果変異セイヨウナシのトランスクリプトーム解析

　山形県で発見されたセイヨウナシ‘ラ・フランス’の枝変わり変異体である大果変異系統は，原品種と比較して約2倍の大きさの果実が実るにも関わらず糖度は原品種と変わりなく高いシンク力を持つという特徴がある．この大果変異系統はDNA量が倍加するエンドリデュプリケーション様の現象が果実特異的に起こることが確認されており、これが果実サイズ増大の原因であると推定されている。本研究では果実特異的なDNA量の倍加の原因遺伝子の探索および高シンク力を持つために必要な遺伝子の探索を目的とし、次世代シークエンサおよびマイクロアレイを用いたトランスクリプトーム解析を行った。大果変異系統において発現量が異なっていた遺伝子の中から原因遺伝子候補の抽出を試みたのでその内容を中心に紹介する。

第５回　平成23年10月4日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

Monjil, Mohammad Shahjahan（植物病理学研究分野　 D2）

FUNCTIONAL ANALYSIS OF THE ELICITORS INDUCING ROS AND RNS PRODUCTION

　 Plants recognize certain microbial compounds as elicitors of their active defense mechanisms. Methanol extract of Phytophthora infestans was used as crude elicitors for the induction of defense reactions in plant-pathogen interaction. Crude elicitors induced O₂⁻production and HR-like cell death in potato suspension cultured cells. Accumulation of phytoalexin by crude elicitor was detected in potato tubers. The expression of defense-related genes was also detected. These results showed that the crude elicitors from P. infestans are valuable for further purification. The elicitors inducing O₂⁻ production are under purification process. 　

　 Any nitric oxide elicitor has not been reported yet. I used three synthetic compounds, namely Compounds 1, 2 and 3, which potentially have NO producing activity. NO and ROS generation were detected in potato by Compounds 2 and 3, whereas these Compounds induced NO generation in N. benthamana leaves. Compounds 2 and 3 successfully reduced the disease after challenge inoculation.

第４回　平成23年7月19日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

野村裕也（生物相関防御学研究分野 ポスドク）

植物�ﾆ疫における葉緑体の役割について

　葉緑体�ﾍ光合成を司る植物特有のオルガネラであるが、その一方で、シグナル分子であるラジカルや植物ホルモンの生成を担う重要な器官でもある。このように、葉緑体は植物免疫における代謝の中心であることから、ストレスセンサーとしても注目されている。しかし、どのようなメカニズムで葉緑体がシグナルを認識しているのか、そして、どのような因子が葉緑体の代謝制御に関わっているのかはほとんどわかっていない。これまでの研究から、シグナル認識に関与する葉緑体タンパク質CASを見出している。CASはカルシウム結合タンパク質であるため、細胞内カルシウムシグナルを介して感染シグナルの認識に関わっていると考えられる。現在は、生化学的手法を用いて、免疫応答時の代謝制御に関わる因�qの同定を試みている。本セミナーでは、その内容を中心に紹介し、植物免疫における葉緑体の役割について議論したい。

第３回　平成23年7月5日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

木村眞人 （土壌生物化学研究分野 　教授）

名古屋大学における水田土壌研究を振り返って

－研究の背景を中心に－

　　振り返ると名�ﾃ屋大学に来て早や25年近くになる。その間、水田土壌を研究対象として、4つばかりの土壌微生物に関連する研究を行ってき�ｽ。当時を振り返り、どのような研究背景のもとに、どのような中心課題を設定して研究を進め、どのような結論に達したかを中心に紹介する。

１． 水田から発生するメタンの起源とその土壌中での動態（1990～2000年頃）

　　当時、水田からの地球温暖化ガス・メタンの発生量が農業環境技術研究所を��Sに各地の水田で測定されていた。水田土壌中でのメタン生成と発生は同義ではなく、メタンの起源に関しても「当然土壌有機物がその起源」と考えられていた。そこで、メタンの起源と土壌中での動態を中心に研究を進めた。

２． 水田土壌の微生物多様性（1990年代末～2010年頃）

　　水田土壌には、様々の有機物が供給され水田土壌の肥沃性が維持されている。堆厩肥や緑肥として施用される有機物量は全供給量の2割程度である。そこで、水稲根を含めた各種有機物の分解に関与する微生物群集を調査した。各部位の微生物群集の種類と遷移には規則性が見られ、水田土壌の微生物多様性は異なる有機物の供給により維持されていた。

３． 水田土壌中のウイルス群集（2005年頃以降）

　　土壌中のウイルス群集に関する研究は皆無に近い。そこで、生物多様性と細菌細胞への感染の視点から研究を始めた。土壌中のウイルス群集の多様性は海洋中をはるかに凌ぎ、細菌細胞への感染率は顕著に高く細菌とファージのユニークな共存関係が伺われた。

４． 土壌中の炭素循環と微生物（最近の研究）

　　土壌中には様々の有機物がするが、有機物分解に関与する微生物群集を特定することはこれまで不可能であった。それを解決したのが有機物中の¹³Cを追跡するSIP法である。同時に、SIP法は¹³Cの土壌中での微生物による多用な利用形態と利用環境も解明できる。炭素は土壌中で多様な経路を通過する。

　以上の研究���Uり返る時、水田土壌生態系への興味と「水稲が水田を制御する」との考えが背景にあったように思われる。

第２回　平成23年6月21日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

Yong LI（Soil and biochemical laboratory D2）

DNA-SIP analysis of bacterial communities incorporating carbon of root cap cells

　　　 Although root cap cells are an important substrate for microorganisms inhabiting the rhizosphere, little attention has been paid to the microorganisms responsible for the decomposition of sloughed root cap cells.

　　　 This study used fresh callus cells of rice as a model material of root cap cells after growing rice callus in the medium with non-labelled and ¹³C-labelled glucose. With time of decomposition of ¹³C-labelled callus cells in an aerobic soil microcosm, bacterial communities that incorporated them were identified by SIP-DGGE method. In addition, responsible microorganisms in aerobic and anaerobic incubation were compared from DGGE band patterns.

第１回　平成23年5月17日（火）午後4時30分〜

農学部第８講義室

山内　卓樹（植物遺伝育種学 ポスドク）

イネ科植物の耐湿性に関わる通気組織形成メカニズムの解明

　　イネ科植物の多くは、根の皮層に通気組織とよばれる空隙を発達させることで、地上部から根端部への酸素供給効率を高めている。コムギ、トウモロコシなどの耐湿性の低いイネ科植物においても通気組織は過湿状態で誘導的に形成される。一方、イネは好気状態でも恒常的に通気組織を形成するとともに、過湿状態でさらに形成を誘導することで高い耐湿性を獲得している。

　　通気組織形成の分子機構は、主にトウモロコシを�pいた形態学的、生理学的解析によっ�ﾄ研究されてきた。その中で、過湿状態ではエチレンの蓄積が刺激となり、プログラム細胞死が誘導されることで通気組織が形成されることがわかっている。しかし、これまでに遺伝子の同定は行われておらず、分子機構の詳細も未解明である。

　　本研究では、レーザー�}イクロダイセクション（LM）法による皮層細胞の単離とマイクロアレイによる網羅的遺伝子発現解析を組み合わせることで、通気組織形成に関わる遺伝子の同定を行うことを目的としている。トウモロコシとイネで共通の制御を受ける遺伝子の中には、細胞死を直接担うと考えられる細胞壁の分解に関わる遺伝子に加えて、活性酸素種の発生を担うRBOH（respiratory burst oxidase homolog）、除去を担うMT（metallothionein）が含まれていた。このことから、誘導的な通気組織形成過程では、エチレン下�ｬのシグナル伝達系として活性酸素種（ROS: reactive oxygen species）が機能することが示唆された。遺伝子発現解析から得られた結果を基に、通気組織形成の分子機構について議論する。

平成22年度　資源生物機能学講座セミナー

第９回　平成23年1月25日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

清水　力 博士（クミアイ化学工業　（株）生物科学研究所次長）

農薬（作物保護薬）の開発及びその作用機構研究

　農薬（作物保護薬）に関する研究開発の概要を解説し、農薬（作物保護薬）作用機構研究の具体例を報告する。

合わせて、遺伝子組換え作物の研究開発についても、具体例を交えながら紹介する。

第８回　平成22年12月21日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

野坂　実鈴（�A物遺伝育種学 D3）

小分子RNAを介した植物ゲノムとゲノム寄生因子の攻防

　多くの真核生物においてゲノムの主要な構成因子はゲノム寄生因子とも呼ばれるトランスポゾンなどの反復配列である。トランスポゾンの転移は挿入変異や染色体異常などゲノムにしばしば有害な変異を誘発する。このため、宿主ゲノムは小分子RNAを介したRNAサイレンシングの機構により大部分のトランスポゾンを不活性な状態で維持している。一方、多くのトランスポゾンが不活性な状態で維持されるにも関わらず、真核生物においてゲノムの最も主要な構成因子はトランスポゾン由来の配列である。このことはトランスポゾンが�Tイレンシングを抑制あるいは回避する機構の存在を意味するが、その実体は全く明らかにされていない。

　本研究ではイネのトランスポゾンが宿主によるRNA�Tイレンシング機構を利用して自身の不活性化を回避する経路に関する解析を行った。イネのmicroRNA (miRNA)の一種であるmiR820はCACTA DNAトランスポゾンから産生され、DNAメチル基転移酵素遺伝子OsDRM1aを標的とする。一般にDNAメチル基転移�y素によるDNAのメチル化はトランスポゾンの不活性化に重要な働きがある。本研究でmiR820がトランスポゾンの内部から作られると、miR820によるDNAメチル基転移酵素遺伝子の発現抑制を介してトランスポゾンのDNAメチル化が阻害され、トランスポゾンは不活性化を回避することを明らかにした。さらに、miR820によるトランスポゾ�唐ﾌサイレンシング抑制機構の解析を通して、miR820が宿主の遺伝子発現制御に寄与する可能性を提案し、宿主ゲノムと寄生者の攻防がゲノムの進化�ﾉ果たしてきた役割についても考察する。

第７回　平成22年11月16日（�ﾎ）午後4時30分〜

農学部第12�u義室

JENNIFER TAGUBASE NIONES （植物病理学研究分野）

Pathogenic characterization of rice blast (Magnaporthe grisea ( Hebert) Barr.) isolates collected　 from different rice ecosystems in the Philippines by international blast designation system

　　　　 Rice blast caused by a fungal pathogen , Magnaporthe grisea ( Hebert) Barr.) is one of the most destructive diseases of rice in the world including the Philippines. Breeding for durable varietal resistance is the most sensible long term solution in managing this disease.　 Information on pathogenic diversity of blast isolates will be useful to understand the differentiation and relationship between blast races and resistance genes in rice varieties, and is essential to the breeding efforts for　 effective and durable blast resistance in the Philippines. Newly collected blast isolates, from different rice ecosystems in major rice producing provinces in Luzon and Mindanao, were characterized for their reactions to monogenic lines targeting 23 blast resistance genes.　 The new international blast designation system was used to classify and designate the blast isolates.

　　　　 A total of 75-82% of these isolates were virulent to Pib and Pi12(t) genes. Most of the isolates (70 to 94%) were avirulent to resistance genes Pii, Pish, Pi3, Pi5(t), Pik-p, Pi9(t),Piz, Piz-5, Pita-2, and Pi20(t). No monogenic line was resistant to all of the blast isolates. Based on international blast designation system , a total of 92 rice blast isolates were classified into 89 pathotypes. This result suggested the existence of a wide variation of blast pathogens in the Philippines. The disease reaction patterns of blast isolates on the monogenic lines were further categorized into resistance genes’ groups. Blast isolates most widely varied on their reactions to monogenic lines targeting Pik and Pita resistance gene locus.　 The frequencies of virulent blast isolates to several monogenic lines were different among the ecosystems of rice cultivation collected. These results suggested that the pathotypes were differentiated according to the ecosystems.

第６回　平成22年10月26日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

間瀬 圭介（生物相関防御学研究分野 D3）

植物病原菌が生産する毒素による細胞死シグナル伝達に

関する研究

　植物の防御応答においてプログラム細胞死 (PCD) は重要な役割を果たす。病原菌に攻撃された植物は、病原菌の構成成分

や、エフェクタータ�塔pク質などを認識し、防御応答として過敏感反応細胞死 (HR細胞死) と呼ばれるPCDを誘導する。HR細胞

死に関与する様々な因子が単離が試みられてきたが、そのシグナル伝達経路の全貌は不明である。この原因として、細�E死のシグ

ナル経路は重複して�｢ることが考えられた。

　植物病原菌の中には毒素を生産し、宿主細胞を殺すことで感染を成立させるものが存在する。この毒素による細胞死も、その

形態的な特徴よりPCDであると考えられている。本研究では、植物病原菌が生産するAAL毒素を用いることにより、PCDのシグナル

経路の解明を試みた。AAL毒素による細胞死においては、エチレンシグナルが重要な役割を果たすことが明らかとなった。また、

エチレンの下流で働く転写因子であるERF (Ethylene Response Factor)が、毒素細胞死に関与するこ�ﾆ見いだした。今回は、

毒素細胞死におけるエチレン経路の関与を中心に報告する。

��5回　平成22年10月5日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

Prof. Lukas Schreiber

(Institute of Cellular and Molecular Botany,

University of Bonn, Germany)

Suberin in roots: chemical composition, biosynthesis

�@and barrier properties

Root/environment interfaces are characterized by the deposition of the hydrophobic biopolymer suberin to the plant cell wall.

Using gas chromatography and mass spectrometry, chemical composition of suberized plant cell walls of different plant species

was identified and amounts were quantified. Suberin in root cell walls is mostly composed of oxygenated very long chain fatty

acid derivatives with chain-length ranging from C₁₆ to C₃₀. This indicates that fatty acid elongases (FAE) and cytochrome P450

monooxygenases (P450) are essential enzymes for suberin biosynthesis. P450 organ and tissue specific expression patterns

determined by RT-PCR and promoter-GUS fusion constructs in transgenic plants co-localized with suberin depositions in roots.

Using a reverse genetic approach, several knockout mutants of Arabidopsis with T-DNA insertions in FAE- and P450-genes

were identified. Analysis of the root suberin composition of the corresponding insertion mutants revealed significant changes

in suberin amounts and/or composition. Using the root pressure probe, radial hydraulic conductivity can be measured.

Hydraulic conductivity of water in suberin-mutants was increased in comparison to wildtype Arabidopsis plants. Based on

results obtained with Arabidopsis, promising approaches to analyze suberin structure and function in important crop plants

(rice and potato) will be presented.

第4回　平成22年7月20日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

三枝 正彦 博士

（豊橋技術科学大学 先端農業バイオリサーチセンター）

施肥効率化技術の開発と課題

　世界の人口は年間0.8億人ずつ急増する一方、世界の耕地面積の年間増加率のマイナス化、発展途上国の食生活の欧米化、

地球温暖化による水不足や異常気象、農作物のエネルギー利用などの問題が顕在化している。これらの事を考慮すると、世界

的食糧危機の到来は不可避で、昨年FAOは「2050年には世界の食糧70％増産が必要」との見解を示した。しかしながら、わが国

では食糧自給率が41％と著しく低いにも関わらず、食糧増産に不可欠な農薬や肥料の利用や増産への貢献が期待される遺伝子

組み換え技術に対し�ﾄ国民の理解が十分得られていない。今回話題とする肥料は「作物にとって不足する養分を補うもの」で

あって、地球環境に対する負荷は、肥料自�ﾌに問題があるのではなく、その利用形態や利用方法が不十分であることに起因して

いる。そこで昨今の肥料価格の急騰や環境負荷低減の緊急性もあり、これまで演者が携わってきた施肥���ｦ化技術の開発と問題

点について紹介する。講演内容として１）はじめに：世界の食糧生�Y、日本の農業事情 ２）肥料とは？化学肥料と有機肥料

３）なぜ改めて施肥の合理化か？ ４）化学肥料の施肥効率と環境要因、５）環境に優しい肥効調節型肥料の接触施用法、

６）有機質肥料の効率化、 ７）今後の課題、 ８）土壌診断の重要性、 ９）化学肥料と有機肥料（堆肥）の併用効果について

述べる。また地球環境への窒素負荷の原因や環境保全型農業、有機農業、最大効率最少汚染農法など、今後の食糧生産のあり

方についても考えてみたい。

第3回　平成22年6月15日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

星野　敦 博士（基礎生物学研究所）

花の色と模様を決める分子機構

花の呈色に係わる液胞膜輸送系と、模様を制御するエピジェネティクスについて紹介する。花の呈色は、色素の構造だけで

なく、色素が蓄積する液胞の内部pHに依存する。アサガオでは開花に伴いpHが上昇して青色化し、ペチュニアでは低下�ｵて

赤色化する。それぞれのpH変化は、液胞膜上のカチオン・プロトン対抗輸送体とP型ATPaseが担っている。両者の比較解析から

見えてきた、花色に係わる液胞膜輸送系の相違について論じたい。一方、エピジェネティクスは、しばしば生物の外見に縞や

斑などの模様を付与する。縞模様を持つソライロアサガオでは、花色遺伝子の上に、その発現抑制と相関したDNAメチル化が

存在していた。DNAメチル化による模様形成の分子機構を考察する。

第2回　平成22年5月18日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

中園幹生（植物遺伝育種学研究分野　教授）

イネの嫌気応答および耐�ｼ性獲得機構の解明

　―イネが水田で生育できる理由を探る―

　湛水・過湿状態の土壌では、酸素濃度が低下するだけでなく、土壌の還元化によって植物にとって有毒な物質の増加が

観察される。イネは、コムギ、トウモロコシなどの他のイネ科植物と異なり、このような環境下でも発芽・生育することが

できる。しかし、実生の形態は好気条件下での発芽と異なり、子葉鞘だけを伸長させることが知られている。伸長した子葉鞘

は、水面に到達�ｵ大気に触れると通気組織が形成され、水没している部分に酸素を送り込むシュノーケルのような役目を果た

す。子葉鞘を通して供給された酸素を用いて、酸化的リン酸化によってATPが合成され、本葉、根の伸長が開始される。その

後、栄養成長の際にも、根に通気組�Dを形成させ、さらに根の基部で酸素漏洩（Radial Oxygen Loss （ROL）とよぶ）を防ぐ

バリアを形成させることによって、根端に効率よく酸素を供給することができるため、湛水・過湿土壌でも根を伸長させて生育

することができる。根端まで輸送された酸素は、根端部における細胞分裂・伸長に使われるだけでなく、根の周りに漏洩し土壌

を酸化することによって、有毒物質発生の抑制や養水分吸収の効率化に寄与している。このように水田のような環境で正常に

生育するためには、イネのような湿生植物に特徴的な能力が必要となる。本セミナーでは、それらの中でもイネの発芽時の嫌気

応答と栄養成長期の植物体の根への酸素供給の2つに焦点を当てて、最近の研究成果を紹介する。

第１回　平成22年4月27日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

河村 耕史（園芸科学研究分野 研究員）

バラの形の分子遺伝学：QTLマッピングとトランスポゾン

によるアプローチ

バラは世界中で親しまれている園芸植物であり栽培化の歴史も古い。栽培品種の数は数千にも及んでおり、花の色、形、匂い

だけでなく花序の構造や樹形などの形質においても多様であり、園芸学的にも生物学的にも興味深い研究材料である。一方で、

他殖性が強いため、遺伝的に非常に複雑なヘテロの植�ｨであり、また多くの栽培種は倍数性であるため、一般的には遺伝学的な

研究が困難な材料といえる。しかし、バラでも、近年急速に普及しつつあるゲノム研究の技術を駆使し、様々な形質を支配する

遺伝学的な仕組みを分子レベルから少しづつ解明しようとする試みが進んでいる。本セミナーではその概要を紹介したい。主な

トピックとなるのは以下の２点である。（１）バラの花序構造や樹形を決定する遺伝的な仕組みは？花弁と葉のサイズは遺伝�I

に相関する形質なのか？について、QTLマッピングの手法を使って調べた研究事例を紹介する。（２）バラにおけるトランスポゾ

ンを使った遺伝子同定の�獅ﾝについて、最新の知見を交えて紹介する。

平成21年度　資源生物機能学講座セミナー

連絡先：資源生物機能学講座（植物遺伝育種学研究分野）佐藤　豊（内線4017）

第９回　平成22年3月11日（木）午後4時30分〜

農学部A334号室

石濱伸明（生物相関防御学研究分野　D3）

MAPキナーゼによりリン酸化されるWRKY型転写因子

の植物免疫における役割

MAPキナーゼカスケードは，真核生物で高度に保存されたシグナル伝達系である。近年、植物の防御応答の誘導に、MAPキ

ナーゼカスケードが重要な役割を担っていることが明らかとなってきた。タバコ植物では、MAPキナーゼであるSIPKおよび

WIPKの活性化により、活性酸素種の生成、防御関連遺伝子の誘導、さらに過敏感反応様の細胞死が誘導されることが知られ

ている。しかしながら、MAPキナーゼの活性化からこれらの防御反応に至るまでの情報伝達系は、ほとんど明らかとなってい

ない。これまでに、MAPキナーゼカスケード下流の情報伝達系を明らかにする目的で、SIPKオルソログであるジャガイモの

StMPK1によりリン酸化されるタンパク質�ﾌスクリーニングを行い、8個のタンパク質を同定した。今回、その１つであるWRKY

型転写因子のリン酸化による活性制御と、その防御応答における役割についての研究成果を報告する。

第８回　平成22年1月19日（火）午後4時30�ｪ〜

農学部第8講義室

野坂実鈴（植物遺伝育種学研究分野　D2）

小分子RNAから見えてくる植物ゲノムとゲノム寄生因子の攻防

　多くの真核生物においてゲノムの主要な構成因子はゲノム寄生因子とも呼ばれるトランスポゾンなどの反復配列である。

トランスポゾンの転移は挿入変異や染色体異常などゲノムにしばしば有害な変異を誘発する。このため、宿主ゲノムは小

分子RNAを介したRNAサイレンシングの機構により大部分のトランスポゾン���s活性な状態で維持している。一方、トランスポゾンは不活性な状態で維持されるにも関わらず、多くの生物種においてゲノムの最も主要な構成因子である。このことはトランスポゾンのサイレンシングを抑制あるいは回避する機構が存在することを意味する。

トランスポゾンと同様にゲノムに寄生するある種のウイルスは宿主によるRNAサイレンシング機構を抑制して、植物への

感染を成立させることが知られている。しかしトランスポゾンでは宿主によるサイレンシング機構を抑制あるいは回避す

る事例は見つかっていない。本発表ではイネのトランスポゾンが宿主によるRNAサイレンシング機構を利用して自身の不

活性化を回避する経路を紹介する。イネのmicroRNA(miRNA)の一種であるmiR820ファミリーはCACTA DNAトランスポゾンから産生され、DNAメチル基転移酵素遺伝子OsDRM1aを標的とする。一般にDNAメチル基転移酵素によるDNAのメチル化はトランスポゾンの不活性化に重要な働きがある。miR820ファミリーがトランスポゾンの内部から作られると、miR820によるDNAメチル基転移酵素遺伝子の発現抑制を介してトランスポゾンのDNAメチル化が阻害され、トランスポゾンは不活性化を回避すると考えられる。miR820によるトランスポゾンのサイレンシング抑制機構の解析を通して、宿主ゲノムと寄生者の攻防がゲノムの進化に果たしてきた役割について考察したい。

第７回　平成21年12月15日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

加藤大明（植物病理学研究分野　D2）

植物の抵抗反応における一酸化窒素の生成と機能に

関する研究

植物細胞が病原菌に対して抵抗反応を誘導する場合に細胞内における情報伝達因子のひとつとして一酸化窒素（NO）が

生成し、機能することが推定されている。植物細胞におけるNO生成系として硝酸還元酵素に加え、�ｮ物細胞と同様にNO

合成酵素 (NOS) も機能す�驍ﾆ推定されている。近年、NOSの活性調節に影響するタンパク質をコードすると推定される

AtNOA1がシロイヌナズナから単離された。そこで、ベンサミアナタバコにおけるオルソログNbNOA1を単離し、この遺伝子

の植物の防御応答における機能解析を行った。

タンパク質の翻訳後修飾のひとつと�ｵて知られるS-ニトロソ化は細胞内で生成される一酸化窒素により調節され、タン

パク質の機能の調節を行うことが知られている。植物の抵抗反応誘導時にS-ニトロソ化を介した制御をうける標的タン

パク質の特定は一酸化窒素生成を介した情報伝達機構の解明に重要である。そこでジャガイモ葉においてS-ニトロソ化

される候補となるタンパク質を特定するために、ジャガイモ葉抽出タンパク質にNO供与体GSNOを処理し、S-ニトロソ化

タンパク質の検出と同定を行った。

第６回　平成21年10月20日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

野村裕也（生物相関防御学研究分野　研究員）

植物のストレス応答における葉緑体の役割について

　葉緑体は光合成やその他の代謝を担う植物特有の細胞内小器官（オルガネラ）である。一方、最近の研究から、

環境ストレスを感知するためのセンサーとして、葉緑体が注目されつつある。つまり、葉緑体は、植物のストレス

応答におけるシグナル伝達や代謝変化を制御する重要なオルガネラであると言える。しかし、葉緑体がどのような

シグナルを感知しているのか、またどのような防御応答を引き起こすのに関わっているのか、不明な点が多い。

本セミナーでは、植物の免疫応答に着目し、葉緑体へのシグナル伝達の仕組みとその意義について、そして植物の

免疫応答に関わる葉緑体タンパク質CASについて、これまでの研究成果をもとに紹介する。

第５回　平成21年7月21日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

FLUORESCENCE IN SITU HYBRIDIZATION APPLIED TO METHANE-

OXIDIZING BACTERIA STUDY IN RICE PADDY FIELD ECOSYSTEM

Dayeri Dianou

Centre National de la Recherche Scientifique et Technologique (CNRST), Burkina Faso

Fluorescence in situ Hybridization (FISH) with rRNA-targeted nucleic acid probes can allow to identify microorganisms in a few hours within complex samples and in a range of ecosystems without cultivation. FISH combines molecular identification, enumeration and localization of physiologically active bacteria (in some cases) which is an advantage over molecular techniques such as T-RFLP, DGGE and PLFA. However, several drawbacks still limit its application in soil systems.

In the present study we applied FISH technique to identify Methane-Oxidizing Bacteria (MOB) family groups (type I and type II MOB) in the compartments of a rice paddy field in Japan.

第４回　平成21年6月16日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

渡邉健史（土壌生物化学研究分野・助教）

水田土壌中のメタン生成古細菌群の生態解明に関する研究

　水田の大きな特徴は、水稲栽培期間中の大半が湛水状態にあることである。そのような条件下では、微生物による酸素の消費速度が供給速度を上回り、嫌気的・還元的な環境へと変化する。本研究で対象としているメタン生成古細菌は、湛水された水田土壌中で有機物の最終分解過程を担い、土壌中の炭素循環にかかわる重要な役割を果たしている。一方で、水田より大気中に放出されたメタンは強力な温室効果ガスとして働き、地球温暖化に影響を及ぼしている。本研究では、このように水田土壌中、また地球環境に大きな影響を及ぼすメタン生成古細菌の生態を解明することを目的としている。本セミナーでは、１）水田土壌��ﾌメタン生成古細菌の群集構造および代謝活性の変動、２）水田生態系におけるメタン生成古細菌群集の多様性、３）節水管理がメタン生成古細菌群集に及ぼす影響、に関するこれまでの研究成果について報告し、その生態について紹介する。

第３回　平成21年5月26日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

Application of molecular markers for the analysis of important

traits in ornamental crops

Thomas Debener, Monika Spiller, Inka Gawenda

Molecular Plant Breeding, Institut of Plant Genetics, Faculty of Natural Sciences, Leibniz Universität Hannover

For many ornamental crops little information is available on the inheritance of important characters. This is in part due to the large diversity of ornamental crops with only a few species reaching the economic importance of agricultural crops. Another reason are difficult genetic systems with longer generation times, higher ploidy levels and larger genomes as compared to model species. Here we present examples for genetic analyses of scent related genes in roses and a genome wide association study in Phalaenopsis orchids where molecular markers help to overcome some of the restrictions of the experimental system.

In roses we combined GC-MS analyses with marker segregation in diploid progeny from a double pseudo test cross to locate single loci and several QTLs for scent related genes therefore resolving a very complex combination of scent volatiles into single mendelian factors. In Phalaenopsis orchids we constructed a linkage map by means of molecular markers and located some QTLs for flower size and panicle length as well as flower colour on the map. As our mapping population did not segregate for other traits a genome wide association study on 145 Phalaenopsis hybrids and species with a large number of molecular markers revealed additional loci putatively linked to a wide variety of morphological traits as for example flower colour, flower size, petal texture etc..

第２回　平成21年5月19日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

松本省吾（園芸科学研究分野・教授）

バラ花器官分化とABCDEモデル

　これまでの交配・突然変異育種に加えて、新たな�邇ヶ@である遺伝子導入法により青いバラが作出された。本セミナーでは、バラの分類と現代バラ成�ｧ過程に触れた上で�A分子育種による新奇バラ創製を目指して進めてきたバラ花器官分化に関わるMADS遺伝子群の構造と機能について紹介する。具体的には，雄蕊と雌蕊の分化に関わるクラスC遺伝子群、花弁と雄蕊の分化に関わるクラスB遺伝子群、花弁、雄蕊、雌蕊の分化に関わるクラスD遺伝子群に関する研究を紹介するとともに、新たに取り組み始め�ﾄいるバラ有用形質に関わる遺伝子の単離とバラへの遺伝子導入法についても触れたい。

第１回　平成21年4月21日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

木村眞人（土壌生物化学研究分野・教授）

水田土壌における炭素循環と微生物群集

わが国の風土に適応した水田稲作は、畑作に比べて持続的で収量が高く、有機炭素蓄積能、生物多様性に優れ国土の保全にも寄与している一方、水田からのメタンの発生が危惧されている現在、水田圃場の新たな管理が求められている。水田の高い肥沃性とメタンの発生はいずれも、水田における有機物の供給とその後の分解、分解に関与する微生物群集と深く関わっている。本セミナーではこれまでに行ってきた、�@水田に供給される各種有機物を定量的に評価し水田の肥沃性の要因の解明、�Aその微生物分解と生成した二酸化炭素・水溶性有機物の動態、�B水田から発生するメタンの起源と土壌中での動態、さらに�C水田各部位に生育する水生生物・微生物群集の特徴と多様性評価、に関する研究を紹介する。

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平成20年度　資源生物機能学セミナー

第86回　平成21年1月20日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

王　光華（Wang Guanghua）

（土壌生物化学研究分野　外国人特別研究員）

The Diversity and Community of Bacteriophages in Paddy Fields

　During the past two decades, diversities of bacterial or fungal communities were intensively studied

in natural environments with the development of molecular biological techniques. However, although

bacteriophages are ubiquitous and more abundant than their hosts, the diversity of phages is still dark

matter in biosphere, especially in soil environments compared with oceanic and limnological worlds. In

this seminar, T4-type phage communities in paddy fields of Japan and Northeast China will be presented

first by analyzing g23 gene, and then cyanophage communities in paddy floodwaters are reported by

targeting g20 and psbA genes. Results showed that the phage communities in paddy fields are greatly

different from those in marine environments, leaving an interesting topic how about the evolution of

the phages between marine and terrestrial environments.

第85回　平成21年1月15日（木）午後4時30分〜

農学部第１講義室

中園幹生（東京大学大学院農学生命科学研究科・准教授）

植物の耐湿性獲得メカニズムの解明

　-イネが水田で育つ理由を探る-

　過湿状態の土壌では、酸素濃度が低下するだけでなく、土壌の還元化による無機養分の濃度・可給性の

変化や、植物にとって有毒な物質の増加が観察される。したがって、多くの植物はこのような環境下で生

育阻害を受ける。それに対してイネは、根に通気組織や酸素漏洩バリア（Radial Oxygen Loss barrier）

を発達させることで、根端に効率よく酸素を供給することができるため、水田のような環境でも根を伸長

させて正常に生育することができる。本セミナーでは、植物の耐湿性獲得メカニズムの中でも、特に根へ

の酸素供給機構に焦点を当てて、最新の研究成果を紹介する。

第84回　平成20年12月16日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

石濱伸明（生物相関防御学研究分野D3）

植物免疫に関与するMAPK下流シグナルの分子機構

　MAPKカスケードは，真核生物で高度に保存されたシグナル伝達系である。近年、植

物の防御応答の誘導に、MAPKカスケードが重要な役割を担っていることが明らかとな

ってきた。タバコ植物では、MAPKであるSIPKおよびWIPKの活性化により、活性酸素種

の生成、防御関連遺伝子の誘導、さらに過敏感反応様の�ﾗ胞死が誘導されることが知

られている。しかしながら、MAPKの活性化からこれらの防御反応に至るまでの情報伝

達系は、ほとんど明らかとなっていない。これまでに、MAPKカスケード下流の情報伝

達系を明らかにする目的で、SIPKオルソログであるジャガイモのStMPK1によりリン酸

化されるタンパク質のスクリーニングを行い、8個のタンパク質を同定した。これま

でに、その１つであるWRKY型転写因子の防御応答における役割と、そのリン酸化によ

る機能制御についての解析を行ったので、その成果を報告する。

第83回　平成20年11月18日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

浅井秀太（生物相関防御学研究分野D3）

一酸化窒素と活性酸素種の生成分子機構と病害

抵抗性における役割

　一酸化窒素や活性酸素種は、反応性に富むラジカル分子であり、様々なストレス応

答に関与していることが報告されている。これらラジカル分子は植物の病原菌に対す

る抵抗反応時にも生成されることから、その生成機構、および病害抵抗性における役

割を解明することは、耐病性植物の創生に大きく貢献することが期待できる。今回、

真核生物で保存されている主要なシグナル経路であるMAPKカスケードによる一酸化窒

素と活性酸素種生成の制御機構、病害抵抗性におけるラジカル分子の役割、およびス

クリーニングによって得られたラジカル分子生成に関与する新規の因子についての研

究成果を報告する。

第82回　平成20年10月21日（火）午後4時30分〜

農学部第8講義室

五十鈴川 寛司（山形県農業総合研究センター

農業生産技術試験場，現：山形県学術振興課）

「山形県におけるオウトウ・セイヨウナシに関する

基礎研究」

　〜農業におけるイノベーション創出のために〜

　バラ科果樹であるオウトウ・セイヨウナシは山形県が全国第一位の生産量を誇り、

オウトウの「佐藤錦」、セイヨウナシの「ラ・フランス」はブランド品種となり、山

形県の生産を支えている。今後さらに需要を拡大し、生産量を増やしていくために

は、さらなる栽培技術の開発や新品種の育成が必要である。そこで、我々は、近年目

覚しい進歩を遂げている分子生物学研究に着目し、栽培上重要な形質について遺伝子

レベルで明らかにすることで、イノベーションとなりうる技術の開発の糸口をつかみ

たいと考えている。本セミナーでは、「花成誘導」「大果変異」「エンドリデュプリ

ケーション」の各現象に関する基礎研究を紹介し、イノベーションへの可能性につい

て議論したい。

■セイヨウナシに対する花成誘導：カンキツのFT相同遺伝子の導入により得られた、

早期開花系統の品種改良や基礎研究への利用について紹介する。

■大果変異セイヨウナシの解析：山形県内のセイヨウナシ栽培圃場にて発見された大

果変異系統の特性と、その機構解明への利用についてお話しする。

■バラ科果樹におけるエンドリデュプリケーション：我々が初めて確認したバラ科果

実のエンドリデュプリケーションの現象を紹介する。

第81回　平成20年7月15日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

服部一三・植物遺伝育種学研究分野・教授

キクの花色の遺伝から植物組織細胞培養へ

　キクの花色の遺伝子分析を行った結果と、その中から問題となってきたキクの除雄

法や採種診断などを話し、栄養繁殖性植物における、キメラ性の問題、キメラの解消

法としての組織培養への流れの中から、最近の留学生による組織培養の実際、培養法

の確立した作物への遺伝子導入と組換え体の作成に至る一連の流れを説明したい。こ

こでは、材料としてキク・ケナフ・ヒョウタンを用いた研究の成果を説明することで

小生の研究史の一部としたい。

第80回　平成20年6月17日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

畑　信吾・作物科学研究分野・教授

植物と微生物の共生：根粒形成と菌根形成

　根粒形成と菌根形成は、微生物による植物細胞内共生という生物学的に興味ある現

象であり、環境に配慮した省資源型農業を確立するためにも重要である。我々は、マ

メ科モデル植物ミヤコグサを用いて、宿主植物は共生微生物の働きを監視しており、

能率が低い共生微生物には攻撃を加えるという観察を行ってきた。今後はマメ科作物

（ダイズ）やイネ科作物（イネ）を材料として、植物・微生物共生に重要な量的形質

遺伝子座（QTL）の解明をめざす。

第79回　平成20年5月20日（火）�ﾟ後4時30分〜

農学部第3講義室

山崎真嗣・土壌生物化学研究分野・博士研究員

環境条件が及ぼす水田水生生物群集構造への影響

　本セミナーでは、水田環境条件の違いに伴い変化する水生生物群集構造パターンに

ついて紹介します。調査した環境条件は、肥料の種類、水稲成育ステージ、中干しの

有無、生息部位、落水時期、農法の違い、大気中の二酸化炭素濃度、栽培植物の種

類、昼夜条件、降水量条件、水田雑草繁茂の有無、および魚の有無です。パターン変

化の鍵を握る重要な分類群のひとつと判明した微小ウズムシ類の同定や分子系統解析

の結果についても報告します。

平成19年度　資源生物機能学セミナー

第78回　平成20年1月22日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

石濱伸明・生物相関防御学研究分野・D2

第77回　平成19年12月18日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

犬飼義明・植物遺伝育種学研究分野・助教

根系形態・機能の���ﾇを通したイネの品種改良

　 　 〜どの根系形質に注目すべきか？〜

　人類は少なくとも１万年以上も前から野生植物を栽培化し、作物として改良してきた。

この間、植物の持つ多様な形態とそれに伴う有用な形質が栽培種へ導入されてきた。その

結果、現在の栽培作物はその祖先種と大きく形が異なっている。このような形態の改良は、

イネ科作物では主として地上部諸形質において行われてきたが、根系形態・機能の改良は

ほとんど進んでいない。土壌環境中に存在する様々なストレス要因が作物の生産性に大きく

影響するため、私たちは現在、根系形態・機能の遺伝的改良を通した有用品種育成を目指し

ている。

　これまでに私たちは、イネを材料に突然変異体と野生型間、あるいは亜種間や品種間にお

ける根系形態の差異を決定する遺伝子座の同定、および座乗位置の特定を試み、現在は個々

の根の発生や伸長速度、さらには伸長方向に関わる遺伝子座の特定に成功している。また一

方で、対象とする作物を栽培する生態的条件下で、もっとも高い機能を発揮する「理想的な

根系」が具備すべき形質を明らかにすることを栽培試験により試みている。その結果、土壌

環境に応答し根系形態を改変する能力が、その中でも最も重要なものの一つであることが明

らかになってきた。本セミナーでは、根系形態・機能の遺伝的改良を目指し、資源生物機能

学講座に赴任後の３年間で取り組んできた私たちの研究について紹介させて頂きます。

第76回　平成19年11月13日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

浅井秀太・生物相関防御学研究分野・D2

MAPKカスケードによる一酸化窒素と活性酸素種生成

の分子機構

　一酸化窒素や活性酸素種は、反応性に富むラジカル分子であり、様々なストレス応答に関与

している。しかし、その生成機構や機能については未詳である。真核細胞では、MAPKカスケー

ドにより細胞外から様々な刺激が伝達され、遺伝子発現が制御されている。タバコ植物における

防御応答には、MEK2-WIPK/SIPKからなるMAPKカスケードに加え、細胞分裂に関与するMAPK

カスケード (NPK1-MEK1-NTF6) が重要な役割を果たしていることが知られている。

　今回、MAPKカスケードによる一酸化窒素と活性酸素種生成の制御機構、および病害抵抗性に

おけるそれらラジカル分子の役割に関する研究成果を報告する。

第75回　平成19年10月30日（火）午後4時30分〜

農学部第3講義室

中山奈津子・土壌生物化学研究分野・D3

水田表面水におけるウイルスの動態

　ウイルスは、地球上で最も多数を占める生物体であり、‘生命のあるところにならどこにでも

存在する’といわれている。現在までに、施肥や圃場管理の影響により豊富な栄養塩と多様な生

物が生息する水田表面水中の�Eイルスに関する研究を行ってきた。

　水田表面水中のウイルス数は、最大で10⁹ml^-1であり、また、これらウイルスの大半が細菌に感

染するバクテリオファージであることが示唆された。このことを受けて、表面水中のファージ数

を計数し、さらに、分離したファージの形態観察や遺伝子解析をおこなった。これらのことから

推察される水田表面水中のウイルス(ファージ)の生態系における役割、重要性に関する報告を行

う。

第74回　平成19年7月17日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

竹本大吾・植物病理学研究分野・助教

牧草共生糸状菌Epichloe festucaeの共生確立の分子機構

〜糸状菌の生成する活性酵素の役割について〜

第73回　平成19年6月19日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

山田邦夫・園芸科学研究分野・助教

切り花品質向上のための花弁成長機構の解明

　～オーストラリア�ﾅの研究を交えて～

　演者らは現在、切り花品質の向上を目指して研究を進めている。一般的に切り花の品質としては

「老化を遅らせる」ことがもっぱら注目されてきている。確かにこれらの研究は切り花取扱技術の

向上に大きく貢献している。しかし、特にバラなどはつぼみから徐々に成長してゆく花弁の展開を

楽しむ花であり、また一本の花茎に複数の小花を持つ切り花も、つぼみをいかに大きく開花させる

かが重要な品質要素であると言える。これらの理由から、切り花の品質をより向上させるには「老

化を遅らせる」だけでなく、「確実に大きく、そしてゆっくり開花させる」ことが重要となってく

ると考えている。

　開花とは花弁細胞の吸水による肥大成長であるが、そのためには「細胞内での浸透圧の上昇」と

「細胞壁の緩み」が必要不可欠と考えられる。今回のセミナーでは、演者がオーストラリア研修で

行った研究を交えながら、切り花の花弁における糖代謝と細胞壁の緩みについて紹介する。

第72回　平成19年5月29日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

渡邉健史・土壌生物化学研究分野・D3

第71回　平成19年4月24日（火）午後4時30分〜

農学部第12講義室

山木昭平・園芸科学研究分野・教授

果実の糖集積・品質向上機構に関する生理・生化学的研究

　果実の品質の向上は日本の果樹産業の発展において最も重要である。消費者が求める高品質果実の生産

には、品質成分の基となる糖を十分に集積するとともに肥大成長し、適切に軟化することが必要である。

果実は葉で合成し転流してきた光合成同化産物を果実自身で積極的にその果実特異的な成分に変換し、そ

れを液胞内に蓄積しながら肥大のための膨圧を形成する。同時に細胞壁を分解し緩めることによって肥大

し軟化すると思われる。そしてこれらの機作の解明研究に基づいて高品質果実生産のための育種、栽培、

収穫適期、貯蔵についての方策を見出すことが求められている。演者等は、ソルビトール合成・輸送・代

謝変換機構、スクロースの代謝変換・蓄積機構、液胞への糖集積機構、果実の肥大・軟化機構を生理・生

化学的手法用いて究明し、園芸学の発展と高品質果実生産に貢献してきたので紹介する。

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平成18年度　資源生物機能学セミナー

第７０回　平成１９年1月２６日（金）

山溝　千尋・植物病理学

第６９回　平成１８年１２月２２日（金）

播本　佳明・生物相関進化学

第６８回　平成１８年１1月２４日（金）

イチゴ周年出荷の実現を目指して

斉藤　弥生子

第６７回　平成１８年１０月２７日（金）

In vitro Micro-propagation of Bottle Gourd (Lagenaria Siceraria) ﾐA prospective root stock for grafting of watermelon and other cucurbits

(Shyamali saha, Plant Genetics and Breeding Lab.)

The genus Lagenaria, belonging to the family of cucurbitaceae, is an important vegetable in the tropics, subtropics and many other regions around the world. Bottle gourd is an edible, medicinal and commercially important, especially in Japan, Korea, the Mediterranean area and Southern Europe, as they are being used as root stocks for grafting of watermelon and other cucurbits crops. Genetic improvement of bottle gourd has been mainly achieved by conventional plant breeding method. Development of an efficient and reproducible regeneration protocol from cell/tissue is a pre-requisite for the successful application of recent cellular manipulation techniques for the improvement of vegetable plants. In comparison with cucumber, melon and watermelon less attention still has been given to improvement of Lagenaria. An efficient and novel method has been developed for high frequency regeneration from the cotyledonary node and cotyledon explants of bottle gourd. Method for surface sterilization of seeds was developed which gave more than 95% germination through the in vitro grown seedlings. This study evaluates different factors such as explants type, explants age, light condition, concentration and combination of growth regulator that pronounced successful regeneration. However, significant genotypic variations are observed among the genotypes. The interaction between the plant hormone throughout the plant regeneration and development are complex. In this study, we extend our investigation by showing the capacity of de novo shoot organogenesis from cotyledon explants of bottle gourd with respect to phytohormones, growth supplements and ethylene inhibitors. Ethylene plays an important role on regeneration and shows a characteristic brownish phenotype on explants in cultured medium. The cotyledon explants were cultured on MS medium supplemented with kinetin, which induces slightly ethylene than benzyl adenine (BA) or the combination of BA and kinetin but regeneration capacity was found very poor and emergence of shoot bud delayed. Synergistic effect of kinetin and BA has enhanced higher shoot regeneration efficiency (80.6%) than BA or kinetin alone from cotyledon explants of bottle gourd. In the presence of kinetin, BA partially inhibits the ethylene production and plays a vital role for high frequency regeneration from cotyledon explants of bottle gourd. Our studies also suggest that polyamines and silver nitrate show their sensitivity on the regeneration and is hormonal dependent. The physiological relevance of the hormonal interaction with respect to regulation of ethylene initiation and effect on regeneration are discussed.

第６６回　平成１８年７月２８日（金）

植物防御におけるNADPHオキシダーゼの活性化機構

　　　小林光智衣・植物病理学研究分野

　植物細胞は病原菌の攻撃に対して生体防御システムを発揮して積極的に病原菌を排除する免疫様反応を示し、その際オキシダティブバーストと呼ばれる活性酸素の生成が誘導される。オキシダティブバーストはNADPHオキシダーゼの働きにより起こり、活性中心はRbohであると考えられている。Rbohの活性化にはカルシウムイオンの流入やタンパク質リン酸化反応、低分子量Gタンパク質の関与が示唆されているが、直接的な活性化機構は明らかにされていない。ジャガイモ植物に非親和性のジャガイモ疫病菌を接種すると、���叶ｫのオキシダテ�Bブバーストが誘導される。ジャガイモ植物でのオキシダティブバーストは、Strbohが中心的役割を担うと考えられる。今回は、Strbohタンパク質が原形質膜にすること、また、StrbohBのリン酸化にCDPK（カルシウム依存タンパク質リン酸化酵素）が関与し、CDPKを恒常活性型にすることにより、オキシダティブバーストが誘導されることを紹介する。

第６５回　平成１８年６月３０日（金）

各種分解による土壌フミン酸の構成成分の解析

池谷康祐（土壌生物化学研究分野）

フミン物質は、植物残さを主起源とする難分解性の高分子物質の混合物であり、土壌、水、堆積物等あらゆる環境中に存在しています。土壌では植物生産に寄与し、また生物圏の炭素循環においては主要な炭素プールとして機能するなど、フミン物質は重要な���р��Sっています。これまでの研究から、環境中におけるその安定性は、易分解性部位の消失や共役系構造の発達程度の差異から説明されていますが、構成単位構造からは十分に明らかにされていません。本セミナーでは、各種土壌のフミン酸（フミン物質の主要画分）から各種分解によって検出した構成成分の種類や量と土壌の種類との関係についての知見を紹介します。

第６４回　平成１８年５月２６日（金）

シロイヌナズナ膜輸送体の分子生物学的機能解析　

　　−植物の亜鉛耐性と病害抵抗性−

　小八重善裕（生物相関防御学研究分野）

生体膜は生命を維持するための大切な「仕切り」であり、物質が自由勝手に出入りすることは許されない。生体膜には膜タンパク質が多数配置されており、その中で生体膜を横切って物質の輸送を担う膜輸送タンパク質（膜輸送体）が、選択的物質輸送をつかさどる。細胞は多様な膜輸送体を適切な時期に、適切な場所で発現させ、膜を介した物質の出入りをコントロールすることで恒常性を維持している。高等植物は地下部の器官で水、無機イオンを取り込み地上部に移し、葉で吸収した二酸化炭素と光エネルギーとで体を作る。ソース器官で合成された有機養分や、二次代謝物がシンク器官へ転流される過程で、維管束の伴細胞など特殊に分化した細胞が、独自の細胞機能により、あるいは他の細胞と互いに連携しながら膜を介した物質行う。シンク器官では細胞への取り込み、液胞などの貯蔵オルガネラへの輸送分配に際し、濃度勾配に逆らった能動的物質輸送が行われる。そして植物の体を健全に大きく生長させていく。植物が根を下ろした生育環境は四季を通じて刻一刻と変化し、温度、水環境、土壌中塩濃度、重金属含有量など、細胞にストレスとなる要因が、植物にしてみれば受動的に多種多様に攻め立ててくると言える。実験室の外の生態系では、植物と捕食者・病原体との攻防が進化を通じて繰り広げられてきた。そうした植物の外環境への適応には、高度に統制された膜輸送タンパク質による、水輸送、無機イオン取り込み調節、生体異物の細胞外排出、細胞内隔離、二次代謝物蓄積、攻撃物質（ファイトアレキシン）分泌、情報伝達物質の伝達などの輸送機能が不可欠となる。今回のセミナーでは、モデル植物シロイヌナズナの膜輸送体の分子生物学的機能解析により明らかとなった、膜輸送体の生理機能について、二つの話題を提供する。一つはABC(ATP-binding cassette)トランスポーターのPDR8の機能解 析を紹介する。PDR8はATPの加水分解エネルギーを利用して物質を輸送するポンプであり、細胞膜に局在し、シロイヌナズナPDR8欠損株の解析により、PDR8が植物病原体への非宿主抵抗性に重要な役割を担っている。二つ目は亜鉛輸送体のMTP(Metal tolerance protein)1の機能解析で、MTP1は液胞膜に局在し、亜鉛特異的な選択性をもち、過剰な亜鉛を液胞へ隔離する亜鉛ホメオスタシスに深く関与していることを紹介する。

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平成1７年度　資源生物機能学セミナー

第57回　平成１7年４月２２日（金）

植物-寄生菌相互作用の機構と作物の耐病性強化戦略 　　　-オキシダティブバーストと誘導抵抗性と耐病性化-

道家　紀志　（植物病理学研究分野）

近代農業生産系では、病害が発生するのが自然であり、生産を確保するために病気の主因である病原菌をたたく戦略が優先されてきた。2０世紀末には、人間の営みと地球環境との間に多くの歪みが蓄積し、作物生産おける病害防除技術においても、食の安全と環境との共生が合い言葉となってきた。今日、作物保護における21世紀の課題を解決する戦略として、植物と病原微生物が切磋琢磨してきた相互進化の分子機構が明らかにし、植物が備えもっている潜在的生体防御能力を活用し作物の耐病性強化を図る提案がされている。 　名古屋大学の植物病理学研究分野では、歴史的に、病気の本質を含む宿主-寄生者相互作用の機構の解明に力を注いできた。その伝統の中で、世界の四大作物であるジャガイモに危機的状況を発生させるジャガイモ疫病菌との相互作用の解明に挑み、そこから学んだ真理を活用し、環境に優しい21世紀型の病害防除技術のあり方を考究してきた。 　今日、未だ未解明な部分を多く残しているが、植物が生体防御系を発動するための、また、病原菌が寄生を成立させるために凌駕しなければならない、戦略的拠点として機能している「オキシダティブバースト現象」の発見に端を発し、その機構の解明を中心とする植物の動的防御応答の機構を明らかにし、また、寄生戦略の裏を読み、宿主の生体防御系の発動に繋がる情報伝達系を制御することで耐病性強化が図れるという病害防除技術の新たな展開を図っている。 　平成１７年度第１回講座セミナーでは、これらの研究の流れを追いながら、ジャガイモ疫病における宿主-寄生菌相互作用の機構とその耐病性化に関する研究成果を解説し、議論に資することとする。

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第58回　平成１7年５月２７日（金）

Trends of Strawberry Production and Research in the Philippines

Nancy A. Bantog, JSPS Postdoctorate Fellow　（園芸科学研究分野）

The Department of Science and Technology (DOST) is one of the government agencies mandated to conduct researches in various fields, one of which is agriculture, and to transfer to the clientele matured technologies. The highland areas of the Cordillera Administrative Region, due to the unique cool weather condition, are the home of semi-temperate vegetables (garden pea, snap beans, cabbage, Chinese cabbage, broccoli, cauliflower, carrots, etc.), strawberry and ornamentals especially rose and mums. Strawberry is the number one and most popular fruit produced in Baguio City and Benguet Province. These are the only areas producing strawberry in the Philippines thus Benguet is known as the strawberry field and strawberry capital of the Philippines. Strawberry remains an important crop in terms of economic returns and its value as an eco-tourism crop. Strawberry production in the Philippines dates back to the early 20th century when the Americans introduced the crop in Baguio-Benguet areas. Henceforth, varietal introduction from the USA, Japan and Europe is done to improve production yields. Tioga or Sweet Charlie is the most widely grown variety (90%) followed by Aliso and Haronoka (10%). There are about 352 farmers producing strawberries in an open field of 106 ha. Most of the strawberry growers are small land holders with an average of 0.189 ha per farmer thus strawberry growing is a family business. Planting is usually in August. Fruiting begins in December and ends in May or early June with peaks from January to April. Present cultivation systems include raised beds, use of mulch, and cultural, chemical and IPM of pests and diseases. The most significant pests and diseases in strawberry are white grubs, spider mites, thrips, gray mold and rot. As of CY 2001, total production and productivity were 1,410.40 mt and 16.03 mt/ha, respectively. The share of total production to fresh and processed markets depends on the season but on the average 75% is for fresh market and about 25% is for processing. Farmers began to focus their interest on extending the harvest season and day-neutral cultivars. Various research programs are collaboratively implemented by government agencies and research institutions. Emphasis is being directed toward the improvement of yield and quality, cultivation systems, development of efficient methods for pests and diseases control, and varietal development through conventional techniques. With these government efforts, it is expected that the strawberry industry will improve to a greater level in the coming years.

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第59回　平成１7年６月２４日（金）

園芸生理現象を通して見た植物のトランスポーターの機能と役割

白武勝裕　（植物病理学研究分野）

園芸科学研究分野では園芸作物の品質や生産性の向上に重要な糖の転流，開花，果実の肥大や物質集積機構の解明を目指して研究を行っています．我々のグループではソルビトールを転流するバラ科果樹を中心として，トマト，アサガオ，シロイヌナズナなど幅広い材料を用い，トランスポーターの機能を通して様々な園芸生理現象を解明しようとしています．今回は我々の取り組んでいる糖トランスポーター，プロトンポンプおよびアクアポリンの研究，また液胞膜タンパク質のプロテオーム解析について概説します．さらに演者が長期海外研修先で行ったABCトランスポーターの研究とその園芸分野での発展についても触れたいと思います．

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第60回　平成１7年７月２２日（金）

イネ矮性変異体ふ系71号を用いた細胞壁形成に関する解析

佐藤かんな　（東京農工大学大学院BASE 片山研究室）

植物細胞壁は複数の成分から構成され、その組成割合や配置が崩れると伸長異常や植物体強度低下が誘導されることが報告されている。本研究では植物細胞壁形成の制御機構解明を目的として、イネ変異体ふ系71号に関する解析を行っている。 ふ系71号は1遺伝子座D50の欠損により高温条件下で矮性を示し、その節間柔組織では細胞形態異常、細胞列の乱れ、細胞壁成分の異常沈着が生じることが北野英己教授により明らかにされた。この細胞壁異常に着目し解析を行った結果、ふ系71号の異常細胞壁は正常なものと比較して厚く、細胞壁ヘミセルロースとフェノール成分がエステル結合した物質(PHE)が過剰蓄積していることがわかった。PHEは単子葉イネ科植物にのみ存在する成分で、複数存在する細胞壁成分の間の架橋結合を行うことで細胞伸長の停止や植物体に柔軟性を与える成分であるとされている。ふ系71号では主要な細胞壁フェノール成分のリグニンの過剰蓄積は認められなかったため、D50遺伝子の変異によりPHEの合成だけが促進されていることが示唆された。そこでD50がコードする遺伝子の同定を行ったところ、D50はinositol polyphosphate 5-phosphatase (5PTase)をコードしていることが判明した。5PTaseはシグナル分子である可溶性のイノシトールリン酸や膜に存在するイノシトールリン脂質を基質としている。これらシグナル分子はアクチン骨格の構成制御・小胞輸送制御・ストレスシグナル伝達など多岐にわたる細胞内機能を行うことが酵母やヒトで報告されており、近年になって植物でも同様の機能を行っていることがいくつか報告されている。 　PHEはゴルジ体で合成後、小胞輸送により細胞壁へと運ばれるというモデルが提唱されている。従って、ふ系71号では5PTase変異により小胞輸送制御が異常になり、PHE過剰蓄積が引き起こされたと考えられる。PHE異常を示す変異体は現在まで報告がなく、植物体中での役割や生合成の詳細は不明な点が多い。今後、さらにPHE蓄積制御の解明を行うことでイネ科植物の力学的物性のような生産上有用な知見が得られると期待される。

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第61回　平成１7年１０月２８日（金）

Cultivation-independent techniques for studying communities of methane oxidizing bacteria in paddy fields

Zhongjun Jia,　JSPS Postdoctoral Fellow（土壌生物化学研究分野）

This study was initiated to elucidate the phylogenetic profile of methane oxidizing bacteria (MOB) in paddy field ecosystem. Soil, rice straw and rice root were chosen as the representative sites in paddy field ecosystem. Key enzyme genes of MOB for microbial CH4 oxidation from these sites were sequenced for mapping the phylogenetic relationship of MOB. The results demonstrated that MOB are site-specific in paddy field. Six MOB clusters were detected including (i) Type I methanotrophs; (ii) type II; (iii) uncultured atmospheric methane oxidizers; (iv) uncultured type I & II methanotrophs; (v) Nitrosospira; (vi) uncultured ammonia oxidizers. As to rice root, 3 clusters of (i), (ii) and (iv) were detected. As to soil and rice straw, all clusters except for type II methanotrophs were detected. The present results provide new insight into further identification of MOB in paddy field by cultivation-dependent techniques.

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第62回　平成１7年１１月２５日（金）

植物のオゾン応答性遺伝子の網羅的解析とその応用

玉置　雅紀（（独）国立環境研究所　生物多様性プロジェクトグループ）

オゾンは光化学オキシダント（光化学スモッグ）の主成分であり、植物に取り込まれると活性酸素を生じさせ、これにより葉に可視障害が引き起こされる。このような葉の可視障害は作物の収量の低下を招き、さらに拡大すると個体の枯死にまで進展する。したがって、オゾン障害のメカニズムを明らかにすることはオゾン耐性植物を作る上で非常に重要である。近年、この可視障害発現の過程は非病原性バクテリアの感染による過敏感反応に類似していることが示唆されている。すなわち、オゾンが植物に取り込まれると植物ホルモンであるエチレン（ET）、ジャスモン酸（JA）、サリチル酸（SA）を生成することが示唆されている。しかしながら、これらの植物ホルモンのオゾン障害に関する役割はよくわかっていない。そこで、本発表ではcDNAマクロアレイを用いてオゾン誘導性遺伝子の単離及びそれらの発現�ﾌ植物ホルモンシグナル依存性について検証することにより、これらの分子のオゾン障害に関する作用メカニズムを検証する。 0.2ppmのオゾン暴露と非暴露を12時間行なったシロイヌナズナから調製したmRNAを用いて、約12,000種類のESTクローンからなるcDNAマクロアレイをスクリーニングした。その結果、オゾン暴露により発現変化する遺伝子を245クローン単離することができた。次に、オゾンにより発現増加する185種類のクローンのみを用いてサブセットアレイを作製し、これらの発現誘導性をET、JA、SAシグナル伝達変異体（それぞれein2-1、jar1-1、npr1-1）を用いて検証した。約半数の遺伝子の発現誘導がETシグナル突然変異体ein2-1で抑制された事から、オゾンによる遺伝子発現は主にETによって制御されていることが明らかになった。さらに、オゾン暴露時のET、JA、SAシグナル相互作用について調べた結果、多くの遺伝子の発現が各シ�Oナル物質により拮抗的に制御されていた。特にETやJA経路によって誘導されるcell rescue/defenseに関与する遺伝子群の発現はSAシグナルによって抑制されることから、SAシグナル伝達経路はETやJA経路により誘導される遺伝子に拮抗的に働くことが示唆された。 　ではエチレンのオゾン障害に対する作用機作はどうなっているのだろうか？オゾン暴露によりシロイヌナズナの異なる生態型であるWs-とCol-0のオゾン耐性を比較するとWs-2はCol-0に比べオゾン感受性の高い生態型であることがわかった。Ws-2がオゾン感受性になる原因を探るためCol-0とWs-2のRILsを作成しQTL解析を行った。その結果、染色体４と５にWs-2のオゾン感受性に大きく関わるQTLsを同定することが出来た。そのうち染色体４のQTL近傍にはエチレン合成の律速となるACC合成酵素(AtACS6)遺伝子がコードされていた。そこでこの遺伝子のオゾンによる発現誘導、エチレン生成量を調べたところWs-2ではオゾン暴露後３時間目にCol-0の約2.5倍のエチレンを発生し、また、AtACS6遺伝子の発現誘導もWsでより顕著に見られた。さらにWs-2においてエチレン発生またはエチレンシグナル伝達を薬剤処理により阻害するとオゾンによる可視障害が顕著に抑制された。また、Col-0由来の変異体でエチレンを過剰に生成するeto1では葉に顕著な可視障害が現れた。さらに、シロイヌナズナの異なる20種類の生態型における可視障害発生とエチレン生成との関係について調べたところこれらの間には有為な正の相関性が見られた。以上の結果、オゾン暴露による葉の可視障害発生にはエチレン生成が必要なことが示された。本発表ではCol-0とWs-2におけるAtACS6の遺伝子発現の差がなぜ起きるのかについても考察する。

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第６３回　平成１８年１月２７日（金）

水田土壌中の原生生物の多様性と機能

村瀬　潤（土壌生物化学研究分野）

原生生物（原生動物）の捕食作用はウィルスによる溶菌と並んで環境中の原核生物の生態に影響を及ぼす生物因子である。土壌原生生物の生残・活性は土壌の水分活性に依存的であるので、水田土壌をはじめとする湛水土壌は原生生物にとって好適な環境であると予想される。 近年の分子生物学的手法の発達は、微生物の捕食・被捕食関係とそれが土壌の物質代謝に果たす役割を解明する新たなアプローチを実現した。本セミナーでは、水田土壌中の原生生物の多様性および原生生物が細菌群集の構造と機能に及ぼす影響に関する研究結果を紹介する。また、酸化還元境界層におけるメタンを基点とした微生物食物連鎖（メタン'メタン酸化細菌'捕食微生物）の可能性を提唱する。

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平成16年度　資源生物機能学セミナー

第49回　平成１６年４月２１日（水）

Water relations and programmed cell death in cut flowers

Prof. Wouter G. van Doorn（Wageningen University and Research Centre）

Cut flowers have three main problems. They often cannot take up adequate water, they lack adequate carbohydrates, and they die fast because of hormonal imbalance. The focus of the talk will be on water relations and on programmed cell death. Water relations of cut flowers are problematic because of an occlusion that develops in the xylem. Various types of occlusion occur, such as one by bacteria and one by the plant itself, as a response to cutting.

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第50回　平成１６年5月２１日（金）

Isolation and Characterization of Methane-Oxidizing Bacteria From Rice Paddy Field Compartments

Dr. Dianou Dayeri (National Center of Scientific Research, Burkina Faso)

Methane-oxidizing bacteria (MOB) have been long focussed by microbial ecologists due to their key role in the global methane cycle and on polluted environments.Studies to characterize autochthonous methanotrophic bacterial inhabitants several ecological sites including rice paddy field using conventional cultivation method have been performed. However, the known methanotroph species inhabiting rice paddy field compartments are still limited. This study focussed on the isolation and characterization of methane-oxidizing bacteria from some compartments of a Japanese paddy field during flooded rice cultivation period. Therefore, MOB isolates were obtained from floodwater, soil surface, soil, rhizosphere soil, root, stem, and stump of the previous harvest. The identity of the isolates was discussed regarding the morphological and physiological characteristics we determined and the result of the 16S rDNA sequence analysis obtained.

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第51回　平成１６年６月１８日（金）

RNAiの機構に依存したイネのシュート形成

佐藤　豊 (植物遺伝育種学研究分野)

形態形成機構の解明は古くから生物学研究の重要な課題として盛んに研究が行われてきた。しかしながら高等植物の形態形成機構についてはその要ともなる分化の仕組みに関する分子的基盤の多くが未解明である。発生における分化過程は分化を誘導するシグナルの「生成・伝播・受容・分化を誘導/維持する遺伝子発現」といったシステムの中に存在する。本研究は高等植物の形作りの場面で働く発生システムを理解しその普遍性を考察することを目的とする。 　高等植物の形作りの主要な場である茎頂分裂組織は胚発生の過程で形成される。イネの胚発生並びに幼植物体致死突然変異体を用いたこれまでの研究から、RNA干渉法(RNAi)の機構が茎頂分裂組織の形成に関与することが見いだされた。RNAiはウィルスの感染等、外来遺伝子に対する宿主側の防御機構を利用した遺伝子発現抑制系であるが、近年、内生マイクロRNAの生成やヘテロクロマチンの形成・維持にもRNAiの機構が関与していることが明らかにされている。このことから、マイクロRNA等のRNA分子がイネ茎頂分裂組織形成の分化シグナルとして働く可能性が考えられた。今回のセミナーではRNAiの機構が茎頂分裂組織形成のどの過程にどのように関与しているか議論したい。

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第52回　平成１６年７月１6日（金）

イネの根系形成機構の解析

犬飼義明 (植物遺伝育種学研究分野)

　根は養水分の吸収や植物体の支持といった機能を持つが，その効率は個々の根の生理特性だけでなく，根系を構成する根の数，長さやそれらの土壌空間中における配置によって規定される．一般に，多くの双子葉植物では主根とそこから発生した側根が根系を構成するのに対して，イ�l，コムギ，トウモロコシといった3大穀類が属するイネ科植物の根系は，その個体発生において順次発生してくる多くの冠根（不定根）によって特徴付けられ，例えば圃場で栽培されるイネの根系は，時には千本以上もの冠根を発生することが知られている．しかしながら，このようなイネ科植物の特徴である冠根の発生，および伸長成長の分子機構に関してはほとんど解析されていない．そこで我々は，イネを材料に冠根の発生数，および伸長量が著しく減少するcrl1 (crown rootless1) ，およびrt (root growth inhibiting) 突然変異体を同定し，それらの原因遺伝子をポジショナルクローニング法により単離した．

　CRL1遺伝子は，シロイヌナズナにおいて葉や側根といった側生器官の基部領域で発現することが知られているLATERAL ORGAN BOUNDARIES（LOB）-domainを持つ遺伝子ファミリーに属するタンパク質をコードしており，特に根特異的に発現するLOB DONAIN16やLOB DONAIN29に高い相同性を有していた．また，RT遺伝子はシロイヌナズナのcell wall assemblyに関与するKORRIGAN遺伝子に高い相同性を有し，膜結合性のエンド型1, 4-b glucanaseをコードしていた．本発表では，イネにおける根系の機能について概観するとともに，これらの根の発育に関わる突然変異体の特徴や，CRL1およびRT遺伝子の発現様式を解析した結果について報告する．

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第53回　平成１６年10月15日（金）

Development of in vitro regeneration methods and optimization of the conditions for Agrobacterium mediated genetic transformation of kenaf ( Hibiscus cannabinus L.).

Samanthi P. Herath（植物遺伝育種学研究分野）

In vitro regeneration methods were developed for kenaf, an economically important fiber crop belonging to family Malvaceae. Multiple shoots were induced from shoot tips and cotyledonory nodes of kenaf cultured on MS medium treated with benzyl adenine (BA). The number of shoots regenerated varied with the cultivar, explant, and the BA concentration. Highest number of shoots (11/explant) was developed in cv Tainung 2 (T2) shoot tips cultured in MS medium supplemented with 2mg/l BA. Shoot elongation and rooting was obtained simultaneously in half strength MS basal medium with no plant growth regulators. About 98% of the rooted plants were grown to maturity under green house conditions. Morphological changes in shoot apices of kenaf treated with benzyl adenine (BA) were compared with those of untreated control shoot apices using histology and scanning electron microscopy (SEM). Seven days after BA treatment, development of meristematic regions at and adjacent to the level of axillary buds, and on the abaxial surface of the primary leaf primordia were observed. Some of these meristematic regions were later developed into shoots. Further, the cells of the primary shoot apical meristem were reprogrammed to induce several meristematic loci. By 28 days in the culture, supernumerary vegetative shoots were observed at and near the level of axillary buds. In the control plants no axillary or adventitious buds were developed. These results suggest that the treatment with BA reprogrammed the developmental fate of a large number of cells in the shoot apex of kenaf. Further, it reconfirmed the ability of BA to overcome the apical dominance of shoots. As a first step in the development of a successful Agrobacterium tumefaciens mediated transformation method for kenaf, factors influencing the T-DNA integration and expression (as measured by the GUS expression) were investigated. Transformation was carried out using two kenaf cultivars and Agrobacterium strain EHA 105 carrying different vectors, plasmid pIG 121-Hm or pEC:gus. Pre-culturing the explants for 2 days in benzyl adenine treated medium, and wounding the explant before inoculation were found to enhance the transient GUS expression. Increasing the duration of pre-culture and co-culture period enhanced the transient GUS expression up to a threshold level. Increased transient GUS expression did not increase stable expression.

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第54回　平成１６年11月８日（月）

嫌気性微生物の多様性と機能に関する最近の話題

上木厚子（山形大学農学部）

嫌気性微生物は多様な環境中に分布し、好気性生物と共に地球上における物質循環を担っている。嫌気性微生物は発酵、嫌気呼吸、光合成（酸素非発生型）等によりエネルギーを獲得して生存しているが、近年の分子系統学の進展により、嫌気性微生物は原核微生物（細菌および古細菌）の多くの系統の中に幅広く位置付けられることが明らかになってきた。また、嫌気呼吸性（金属還元、硫酸還元、還元的脱塩素等）微生物も非常に多様であることが知られるようになってきており、これらの微生物の機能は環境浄化という点でも注目されている。一方、無酸素環境下における有機物の分解過程においては、一般にメタン生成反応が最末端反応として機能している。この無酸素環境下におけるメタン生成は、一方では水田土壌等からの温室効果ガスの放出を促すものの、各種廃水等の未利用バイオマスの嫌気処理に利用すれば、再生可能エネルギーである"バイオガス"として利用可能なメタンを回収できる。今回は、このような嫌気性微生物をめぐる話題について紹介する。

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第55回　平成１６年１１月１９日（金）

イチゴ黒斑病菌の病原性を決定するCD染色体の構造と機能

八田　理恵子（生物相関進化学分野）

Alternaria alternataは、自然界に広く分布する本来腐生的な糸状菌（カビ）である。しかしながら本菌には、宿主特異的毒素（宿主植物にのみ毒性を示す2次代謝産物）を生産することによって、毒素感受性のそれぞれ異なる植物に寄生する7つの病原性系統（病原型）が存在する。これら系統は、腐生的A. alternataが固有の毒素生産能力を獲得することによって病原菌化したものと考えられ、植物病害発生の根本現象である"腐生菌からの病原菌誕生"、"寄生性の種内分化"を研究するための好適なモデルである。 　当研究室では他の研究グループと共同で、ナシ黒斑病菌（AK毒素生産菌）、イチゴ黒斑病菌（AF毒素生産菌）、タンゼリンbrown spot菌（ACT毒素生産菌）およびリンゴ斑点落葉病菌（AM毒素生産菌）から毒素生合成遺伝子クラスターを単離し、それらの全貌解明を進めている。演者は、これらのうちイチゴ黒斑病菌を研究対象としている。 　イチゴ黒斑病菌は、AF毒素�ﾉ感受性のイチゴ品種盛岡１６号に激しい斑点性病害を引き起こす。さらに、実験室での接種試験では、ナシ黒斑病菌に感受性のニホンナシ品種二十世紀にも同様な斑点性病害を引き起こす。これは、AF毒素が盛岡16号イチゴだけでなく二十世紀ナシにも毒性を示すためである。 　演者は、イチゴ黒斑病菌からAF毒素生合成遺伝子群(AFT遺伝子群)を単離し、それらがクラスターとして存在することを見出した。さらに、この遺伝子クラスターが生存には必要でない1.05 Mbの"余分な染色体［conditionally dispensable (CD)染色体］"にコードされていること、すなわち本菌のAF毒素生産性と病原性がCD染色体によって決定されていることを明らかにした。現在、CD染色体の実体解明を最終目的として、EST（expressed sequence tag）解析によるCD染色体にコードされる遺伝子群の網羅的同定と、CD染色体の構造解析を進めている。

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第56回　平成１６年12月17日（金）

シロイヌナズナ液胞膜タンパク質のプロテオームとバラ科果樹の糖輸送体の解析

気多　澄江 （園芸科学研究分野）

糖、有機酸、アントシアニン色素をはじめとする園芸作物の品質に密接に関係した成分の多くは、細胞内の「液胞」に高濃度に蓄積される。濃度勾配に逆らってこれらの物質が液胞に蓄積するには、液胞膜に存在する多様な輸送体タンパク質の働きが重要であるが、それらの遺伝子の多くはまだ特定されていない。液胞への有用物質の蓄積機構を解明するには、液胞膜にどのような輸送体タンパク質が存在するのかを明らかにする必要があるため、我々はプロテオームアプローチにより新規な液胞膜輸送体タンパク質を同定することを目標とした。本研究ではタンパク質とその遺伝子の同定の容易さから全ゲノム塩基配列が決定されたシロイヌナズナを材料として用い、液胞膜濃縮画分を調製し輸送体を含む膜内在性タンパク質に対するプロテオーム解析を行ったので、その内容を紹介する。 　果実は液胞に糖を高濃度に蓄積するため液胞膜の糖輸送体の解析が重要であるが、植物の液胞膜における糖輸送体は未だ特定されておらず、上記のプロテオーム解析においても有望な候補は同定できなかった。最近、液胞膜局在の糖輸送体ホモログとしては植物では初めて耐塩生植物のアイスプラントから酵母のミオイノシトール輸送体と相同性が高いタンパク質が単離された。我々の研究室の主要な�､究対象であるリンゴやナシなどのバラ科果樹はソルビトールを主要な転流糖とし、その輸送体の解析も我々のターゲットである。ソルビトールとミオイノシトールは共にポリオールと呼ばれ構造が類似しており、ソルビトールが豊富に存在するバラ科果樹では液胞膜局在のミオイノシトール輸送体ホモログがソルビトールの輸送を行う可能性が考えられる。そこで本研究ではセイヨウナシからミオイノシトール輸送体ホモログを単離し、その可能性を調べているところであり、その途中経過を発表する。

平成1５年度　資源生物機能学セミナー

第39回　平成１５年４月１８日（金）

糸状菌の植物寄生性の進化 - 宿主特異的毒素生産菌を例として -

柘植尚志（バイオダイナミクス）

当研究分野では、植物ー糸状菌（カビ）相関における寄生性のメカニズムについて研究を進めています。糸状菌Alternaria alternataには、宿主特異的毒素（宿主植物にのみ毒性を示す菌の第二次代謝産物）を生産する７種の病原性系統が存在します。宿主特異的毒素は菌の宿主範囲を決定する因子であり、これら病原菌は植物疾病の特異性や糸状菌の寄生性進化を研究する上で好適なモデルです。今回のセミナーでは、A. alternata病原菌の毒素生合成遺伝子に関する研究を例として、本菌の寄生性進化に関する最近の知見を紹介します。

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第40回　平成１５年５月１６日（金）

STUDY ON MICROBIAL COMMUNITIES ASSOCIATED WITH AQUATIC ORGANISM IN THE FLOODWATER OF PADDY FIELDS

Ainin Niswati（土壌生物化学研究分野Ｄ３）

Many kinds of eubacteria and eucaryotes members are common inhabitants on the exoskeleton and others part of aquatic organisms from marine and freshwater environment. These associations were also occurred in the floodwater of paddy fields. PCR-RFLP, PCR-DGGE and sequencing analyses were used for investigating the bacterial and eucaryotic communities associated with microcrustacean. The effect of incubation periods, application of organic materials, and comparisons the associated bacteria between several species of microcrustacean were also investigated. The results showed the establishment of differently specific associated bacterial communities from each aquatic organism. The effect of growth stage of rice plant, incubation periods and application of organic materials on the bacterial community was minor in comparison with the effect of host organisms. Effect of application of organic material on eucaryotic associated with Moina sp. was also determined.

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第41回　平成１５年６月１６日（金）

果実の物質蓄積における液胞型プロトンポンプの役割

雨宮剛（園芸科学研究分野Ｄ３）

果実において液胞は細胞の大部分を占める巨大なオルガネラであり、糖や酸など果実の品質を決定する成分を高濃度に蓄積します。果実への物質蓄積には液胞膜に存在する様々な能動輸送体の働きが重要ですが、能動輸送の駆動力となるプロトン勾配を作り出しているのが液胞膜に存在するプロトンポンプです。今回のセミナーでは液胞型プロトンポンプについてこれまでに得られた研究成果の紹介をします。

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第42回　平成１５年７月１８日（金）

水稲根に生息する微生物群集に関する研究

池永　誠（土壌生物化学研究分野Ｄ３）

水稲根は、無機養分や水分を土壌から吸収するばかりでなく、土壌中に有機物を分泌し、微生物の生息の場ともなっています。そしてこれらの微生物の働きを通して、水稲はその生育に影響を受けていると考えられています。しかし一方で、水稲根の環境は、根のageや生育ステージの進行によって変化しており、微生物側もその影響を受けながら生息していると考えられます。本セミナーでは、これらの進行にともない、水稲根に生息する微生物群集はどのように変化するのか？また、どのような微生物が水稲根に生息しているか？についてPCR-RFLP法、PCR-DGGE法、そしてシークエンスを基とした微生物の同定によって解析を行いましたので、その結果について報告します。また、得られた結果を基とした微生物群集の特徴から、微生物の生息場としての根環境の変化についても報告します。

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第43回　平成１５年９月２６日（金）

イネ組織培養における遺伝育種学的研究 　ーイネカルスからの再分化と不定胚形成ー

元田　譲（植物遺伝育種学研究分野Ｄ３）

本研究ではコシヒカリの低再分化能が遺伝的に支配されているであろうと考え、コシヒカリの祖先品種を用いた遺伝解析を行った。その結果、コシヒカリの類縁品種は再分化能に関して少なくとも１つの優性遺伝子と１つの劣性遺伝子によって支配されていると考えられた。組織切片を作成し観察したところ、イネカルスからの再分化にはembryogenic callusの形成が重要であることがわかった。またイネにおける不定胚形成系の確立を試みたのでその結果を報告する。

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第44回　平成１５年１０月�P６日（金）

Revealing biota responsible for the composting process of rice straw

Vita Ratri Cahyani（土壌生物化学研究分野Ｄ３）

Composting is the microbial degradation process of organic solid materials that involves aerobic decomposition and passes through a thermophilic stage. Decomposition of organic materials proceeding in the composting system achieves the following objectives: sanitation, mass and bulk reduction, and resource recovery. To evaluate the degree of composting and to improve the quality of the end product, the characterization of biota present throughout the composting process is important. Several studies indicated that the presence of certain microorganisms exerts a distinctive effect on quality improvement of compost and acceleration of the composting process. For elucidating the biota responsible for rice straw decomposition in composting process, I conducted a series of research works including ecological and microbial studies by using PLFA analysis and PCR-DGGE analysis-sequencing.

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第45回　平成１５年１１月２１日（金）

植物の誘導抵抗反応における一酸化窒素を介した情報伝達

山本文子（植物病理学研究分野Ｄ３）

植物は病原体の侵入に対し、過敏感細胞死などの一連の抵抗反応を誘導して感染を阻止します。これまでの研究により、抵抗反応の誘導に至る情報伝達系において、活性酸素種の一種である一酸化窒素 (NO) が重要な役割を果たすことが示唆されています。本セミナーでは、抵抗反応における一酸化窒素の機能解析と、その生成系と推定される硝酸還元酵素に焦点をあてた研究を発表します。

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第46回　平成１５年１２月１日（月）

水稲精密農業技術の開発と土壌肥料学

鳥山和伸（国際農林水産業研究センター国際研究情報官，前：農業技術研究機構北陸研究センター総合研究第１チーム長）

総合科学としての水稲精密農業技術の開発過程の話を失敗談も含めて３つのトピックでお話します。まず、異分野の研究者がプロジェクトチームを作って問題解決にあたる場合の難しさと楽しさについて触れます。次に、精密農業技術は肥料などの投入資財を適正化できるので、収量や品質に目標値を設定できることについてお話します。最後に、この研究を通して地力窒素の評価に関して、新たな？展開が開けたことについてお話します。

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第47回　平成１５年１２月１９日（金）

イチゴの栽培技術開発と現場への普及

齋藤弥生子（園芸科学研究分野D1，愛知県農総試）

愛知県のイチゴ生産は全国第７位、１００億円の生産があり、主産県の一角を占めている。野菜価格の低迷、環境意識の高まり、農家の高齢化が進む中、現場の問題を解決するための栽培技術開発は、１低コスト、２高収量・高品質、３環境に優しい、４省力・軽作業化の全て満たすことが求められている。本セミナーでは、現在取り組んでいる研究の中から、「高温時のランナー子株の発根促進」と「連続うね利用栽培」を例にあげ、公立試験場における栽培技術の開発と研究結果の現場へ普及について発表する。

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第48回　平成１６年１月２３日（金）

　　　　　 　土壌伝染性糸状菌Fusarium oxysporumにおける胞子形成の分子機構

小原敏明（生物相関進化学研究分野D３）

植物病原糸状菌の胞子形成は、伝染源や耐久生存器官の供給機能として病理学的、 生態学的に極めて重要な形質である。しかしながら、病原糸状菌では胞子形成機構の 分子レベルでの研究はこれまでほとんど報告されていない。演者は、土壌伝染性糸状 菌Fusarium oxysporumについて、その無性胞子（分生胞子）形成に関与する遺伝子の単離と機能解析を進めてきた。本菌には、異なる作物に萎ちょう性の激発型病害を引 き起こす80以上の病原性系統（分化型）が存在し、世界的に最重要病原菌のひとつに 数えられている。また、ほとんどの糸状菌は１種の無性胞子を形成するが、本菌は小 型胞子、大型胞子および厚膜胞子という３種の無性胞子を形成する特異な糸状菌である。今回のセミナーでは、演者が単離・同定したF. oxysporumの胞子形成関連遺伝子 REN1およびFoSTUAの機能について紹介する。

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平成14年度　資源生物機能学セミナー

第30回　平成１４年４月１９日

Dynamics of recent photosynthates in a flooded rice-soil system

Yahai Lu（土壌生物化学分野・JSPS Postdoctoral Researcher）

Understanding of the photosynthate dynamics in crop-soil system is critical to both improve the food production and protect its environment. The purpose of this study was to determine the partitioning of photosynthesized C between the belowground and the aboveground parts of a rice-soil system by using a pulse-chase 13C labeling approach. The results indicate that majority of C retained in root and soil was derived from photosynthates of the young rice, while those used for grain filling was derived from the photosynthates of the maturing rice. The incorporation of assimilated 13C as soluble form into soil occurred immediately after labeling and the growth of soil microorganisms, especially Gram-negative bacteria, was significantly stimulated by root-derived C. Considerable amount of photosynthates was fixed in soil at the end of the growing season, suggesting that rice soil can also play a role as sink of the atmospheric CO2.

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第31回　平成１４年5月17日

Micropropagation of garlic (Allium sativum L.) through in vitro morphogenesis from root tip

M. Shahidul Haque（植物遺伝育種学分野・JSPS Postdoctoral Researcher）

Production of virus free garlic (Allium sativum L.) plants through shoot meristem culture is easy but the multiplication of healthy clones is difficult as it has to be done in a disease and vector free condition. In vitro propagation is easy and could be used as an alternative to the field propagation that has a very low rate of multiplication. However, excision of a single shoot tip or few basal plate explants from a clove is not efficient. Roots could be used as alternative explants as they are produced at a higher number. The purpose of this study was to use root tips for the production of genetically identical clones at large scale in a shortest possible time. The results of the study indicate that root tips of garlic could be induced to regenerate shoots, bulblets and plantlets. Genotypic differences in regeneration and bulblet and somatic embryo formation were observed. Histological study revealed that shoot buds developed from the epidermal layers of the meristematic region of the root tip without callus formation. The present method has the potentiality to produce genetically identical clones of garlic at large number at the shortest possible time and has applicability in rapid multiplication of disease free garlic.　

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第32回　平成１４年6月14日

Anaerobic microbiology in flooded rice fields

Prof. Ralf Conrad（Max-Plank-Institute for Terrestrial Microbiology所長）

Flooded rice fields are an important source for atmospheric CH4. Methane and CO2 are the end products of anaerobic degradation of organic matter, which mainly consists of rice straw, root exudates and soil organic matter. The primary microbial community hydrolyzing and fermenting complex organic matter in Italian rice field soil mainly consist of clostridia, verrucomicrobia, CFB bacteria and actinobacteria. Besides acetate, propionate is one of the major fermentation products. Propionate is degraded by syntrophic bacteria to H2, CO2 and acetate which in turn are converted to CH4 by hydrogenotrophic and acetoclastic methanogenic archaea, respectively. The methanogens belong to different families, rice cluster I being the most notable one. Rice cluster I is a deeply branching, not yet cultivated phylogenetic group of methanogens, which seem to exist generally and exclusively in rice fields worldwide. After flooding of soil, hydrogenotrophic methanogens are among the first anaerobes becoming active, but are later on thermodynamically limited by available H2. In some soils, community structure of methanogens changes upon flooding. Soil temperature also affects the community structure of methanogens and also the methanogenic pathway. The methanogenic degradation pathway from rice straw is similar to that from soil organic matter, but degradation is compartmentalized. Fermenting bacteria colonize the rice straw, while syntrophs and methanogens are mainly localized in the soil. Rice roots are colonized by hydrogenotrophic methanogens, while acetoclastic methanogens develop only after sufficient acetate has been produced. Short-term stress by temperature change or aeration mainly affects the methanogens involved in acetate consumption, as seen by changes in community structure and function. In general, community structure was found to be of importance for the biogeochemical function of the flooded rice field soil.

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第33回　平成１４年7月19日

Pollen tube growth and gene expression during early fruit developmentin sweet pepper

Dr. John Ofosu-Anim（園芸科学研究分野・JSPS Postdoctoral Researcher）

Fruit and seed development are initiated after successful pollination andfertilization. The mechanism of fruit set, including “parthenocarpic fruitset”, is important in agriculture. The growth of pollentubes was observedin sweet pepper. At 2 days after pollination, almost all the tips of thepollen tubes had reached the ovules in the ovary. Genes that are expressedafter fertilization have been isolated by subtractive hybridization and willbe discussed.

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第34回　平成１４年9月25日

水田土壌の嫌気性菌の生態 —硫酸還元細菌とメタン生成菌について—

武田　潔（弘前大学農学生命科学部・教授）

我々は大学の農場を使って、有機物の嫌気的分解に関与する微生物の生態について�､究しているが、水田土壌にはメタン生成菌に加えて硫酸イオンがほとんど検出されなくても硫酸還元細菌が多数計数された。水田土壌から分離された硫酸還元細菌は硫酸塩がある時は有機酸やアルコールを電子供与体として生育したが、水素利用メタン生成菌と共生すれば硫酸塩がなくても有機酸やアルコールを発酵して、増殖できた。水素利用メタン生成菌はH2/CO2を基質にして生育するが、分離された中にはイソアルコールを電子供与体として利用できる菌種があった。酢酸利用メタン生成菌としてMethanosarcinaとMethanosaetaが分離されたが、前者は水素も酢酸も利用できる菌種で、硫酸還元細菌とも共生した。後者は糸状性の菌種で酢酸のみを利用するメタン生成菌であったが、水田からはこれまで分離されていなかった。これらの嫌気性菌の生態について講演する。

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第35回　平成１４年10月18日

植物の誘導抵抗反応におけるタンパク質のリン酸化を介した情報伝達

加藤　新平（植物病理学分野・博士課程後期課程3年）

植物は病原体の侵入に対し、活性酸素の生成、抗菌性低分子物質であるファイトアレキシンの蓄積、過敏感細胞死といった抵抗反応を誘導し感染を阻止します。これまでの研究より、これら抵抗反応の誘導に至る情報伝達において、タンパク質のリン酸化が重要な役割を果たすことが示唆されています。本セミナーでは、抵抗反応時に活性化されるタンパク質リン酸化酵素に焦点をあてて行った研究について発表します。

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第36回　平成１４年11月15日

植物病原性糸状菌Fusarium oxysporuの病原性の分子機構

井上　伊織（生物相関進化学分野・博士課程後期課程3年）

土壌生息性糸状菌Fusarium oxysporumには、それぞれ異なる作物に萎ちょう性の激しい病気を引き起こす80以上の病原性系統が存在する。本菌に有効な防除薬剤は未だ開発されておらず、世界的に最重要病害のひとつに数えられている。しかしながら、本菌が病気を引き起こすメカニズムについてはこれまでほとんど明らかにされていない。演者は本菌の病原性メカニズムの解明を目的として、遺伝子タギング法を用いて病原性関連遺伝子の探索を進めている。

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第37回　平成１４年12月13日

Studies on Rice Straw Decomposition in Paddy Fields and responsible Microorganisms

Cho Cho Tun（土壌生物化学分野・博士課程後期課程3年）

Plant residues including rice straw have the structure and organic constituents distribute heterogeneously in them, which affects the colonization and distribution of microbiota responsible for the decomposition of plant residues. In the present study, the decomposition process of leaf sheaths and leaf blades, and microbial colonization on their surfaces in paddy fields was clarified to be different from each other from the visual evidence with a SEM (Scanning Electron Microscope). The leaf blade was decomposed only from inside the tissue and that the decomposition of leaf blade from the surface was hindered physically by the barrier of Epicuticular wax. Difference in decomposition patterns between the leaf sheath and the leaf blade in paddy fields was further supported by the molecular biological approach with PCR-RFLP (Polymerase Chain Reaction-Restriction Fragment Length Polymorphism) analysis. PCR-RFLP analysis elucidated clearly the different microbial succession of microbiota during the decomposition process of rice straw in the paddy field between the leaf sheath and the leaf blade.

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第38回　平成１5年1月24日

バラ花弁細胞の肥大生長と糖蓄積

山田　邦夫（園芸科学分野）

切り花の品質を大きく左右する重要な要素の一つに花持ち性があげられるが、その生理学的メカニズムは十分に解明されているとはいえない。切り花の花持ちに関しては次の二つの点が重要となる。一つはつぼみの生長を促進し小花を完全に開花させること、そしてもう一点は花の老化を遅らせることである。花の老化のメカニズムはエチレンとその受容体を中心に研究が盛んに行われている。一方開花現象は、シンク器官である花弁に糖質と水が蓄積し花弁細胞が急激に肥大する反応であるが、この機構についてはあまり研究されていない。今回のセミナーでは、花弁細胞の肥大生長と糖蓄積に関して、研究の背景と今までの成果を簡単に紹介する。

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平成13年度　資源生物機能学セミナー

第22回　平成13年5月18日

水田土壌におけるメタン生成古細菌の生態

浅川　晋（土壌生物化学分野）

水田は温室効果ガスであるメタンの主要な発生源の一つであると考えられています。メタンは土壌中のメタン生成古細菌によって作られます。ここでは，水田土壌におけるメタン生成古細菌の生態について，前任地（農林水産省九州農業試験場）で行ってきた研究を紹介します。

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第23回　平成13年5月18日

染色体からみた後代の安定性

水上　優子（植物遺伝育種学分野・博士課程後期課程１年）

寒�n型イネ科牧草であるFestuca属、Lolium属は単草種としてだけでなく、双方の特徴をもつ雑種利用が進んでいる。しかし、雑種の組合せによって安定性が異なっていることから、後代での染色体の変動との関連をGISH-FISH法を用いて解析する。

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第24回　平成13年7月27日

琵琶湖生態系におけるメタンの動態

—サブサーフェースマキシマムの成因を探る—

村瀬　潤（土壌生物化学分野）

メタンは生態系における嫌気的微生物代謝の主要生成物の１つです。一方で、明らかに好気的な海洋や湖沼の水中でサブサーフェースマキシマムと呼ばれる溶存メタンの亜表層極大がしばしば報告されています。これまでその成因は必ずしも明らかにされていませんでした。本セミナーでは、琵琶湖溶存メタンのサブサーフェースマキシマムの成因を明らかにしていく過程を通して、メタンの動態とその琵琶湖生態系における意義を論じます。

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第25回　平成13年9月7日

アサガオを材料とした花成制御機構の研究

前田　宝秀（園芸科学分野・博士課程後期課程３年）

近年、シロイヌナズナなどを材料として、花成に関与するいくつかの遺伝子の同定、及びその相互作用の解析が進んでいます。一方、典型的な短日植物であるアサガオは、光周期的花成誘導研究のモデル植物として、これまでに詳細な生理学的研究が行われてきました。しかし、アサガオの花成関連遺伝子についての知見は殆どないのが現状です。今回は、これまでに明らかにしてきたアサガオの光周期的花成に関する生理学的研究の結果、およびEST・マクロアレイ解析によるアサガオ花成関連遺伝子の同定の試みについて紹介します。

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第26回　平成13年10月26日

研究者の目 —植物の活性酸素生成系の発見と展開—

道家　紀志（植物病理学分野・教授）

植物のストレス応答反応としての活性酸素生成は、普遍的現象として現在広く知られている。道家教授は１９８３年に、病原菌に対する感染応答の引き金反応として、その植物における活性酸素生成現象を最初に発見した。今回の講座セミナーでは、どのように研究の萌芽を見つけ、活性酸素生成系の発見に至ったかという研究の歴史をお話しいただく。

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第27回　平成13年11月16日

半乾燥地における高品質ビール大麦品種の効率的育成法に関する研究

大串　憲祐（植物遺伝育種学分野・博士課程後期課程3年）

高品質のビール生産を支えるビール大麦の交配育種に関する研究について、醸造特性の向上、およびアルカリ性土壌に対する抵抗性をターゲット�ﾉした品種育成に関する遺伝的基礎研究の成果を紹介する。

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第28回　平成13年12月14日

水田における水生生物群集の多様性

山崎　真嗣（土壌生物化学分野・博士課程後期課程3年）

水田は、水稲を栽培するために管理された場所でありながら、実に様々な種類の生物が存在するユニークな場所であるため、近年、生物多様性の保全の立場から注目されるようになった。本研究では、我が国で最も普及している慣行型水田（化学肥料と農薬を用いた水田）で水生生物群集の構造や多様性の空間的あるいは時系列的な変遷が認められ、別の農法による水田（アイガモ農法水田）や水田以外の水域（自然湿地やハス田）と比較した結果、慣行型水田での水生生物群集は、調査した他のどの水域よりも多様であることが判明した。

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第29回　平成13年1月25日

ナスとメロンが実を結ぶしくみ水田における水生生物群集の多様性

長澤　政紀（園芸科学分野・博士課程後期課程3年）

果実を食用とするナスやメロンでは、通常、花が咲き、受粉そして受精というイベントが正常に起こったかどうかにより、実を結ぶ（結実する）かどうかが決定します。また、受粉・受精が起きなくても、花に植物ホルモンなどを処理することによって実を結ぶことがあり、このような現象を単為結果と呼んでいます。今回のセミナーでは、ナスやメロンが実を結ぶしくみについて、果実の中でどのような遺伝子が働いているのかを主に紹介します。

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平成12年度　資源生物機能学セミナー

第14回　平成12年4月28日

服部一三（植物遺伝育種学）

「作物育種の最前線　-遺伝子組み換え作物の現状と未来-」

植物遺伝育種の立場から、遺伝子組み替え作物を例に取り、育種学のこれからの展望について、思いつくままに話してみようと思います。

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第15回　平成12年6月30日

木村眞人（土壌生物化学）

「今、土壌の研究に思うこと」

わが国の食糧増産への寄与が主要な命題であった時代の土壌学には研究者に共通した目標があった。しかし、そのような命題の失われた現在、研究は分散化・矮小化しているように感じられる。これまでのわが国の土壌研究を振返えるとともに、関連分野の研究の発展を勘案し、今後当研究室で進めていきたい方向性に関して私見を述べたい。

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第16回　平成12年6月30日

山木昭平（園芸科学）

「園芸学（特に果樹園芸学）における今後の問題と研究課題」

これからの園芸を含む産業は、老齢化、人口問題、エネルギー問題、環境との調和を抜きにしては成り立たない。一方では、食料の安定供給、安全性、健康との関わりが要求される。その中で園芸研究が如何に貢献するかを考えてみたい。

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第17回　平成12年7月21日

道家紀志（植物病理学）

「植物病理学、特に植物生体防御学の現状と今後の研究課題」

殺菌・殺虫思想に基づく植物保護技術に支えられた作物育種や生産技術は飛躍的にその量と質を高めてきた。しかし、病害による食糧損失の回復は２１世紀の世界の食糧危機を救う重要課題となっている。そのために、殺菌思想を基盤とする薬剤防除技術に含まれる弱点を補正し、生物の多様性を許容する自然環境の原理に対する負荷を減らした新たな発想の病害防除技術の開発が求められている。

　今日、進化の歴史の試練を生き抜いてきた植物の生存戦略に秘められた「生体防御の智恵」に学び、作物に耐病性を付与したり強化する夢が追求されている。今回のセミナーでは、その技術開発の基礎となる「植物生体防御学」の現状と今後の研究課題について考えることにする。

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第18回　平成12年9月29日

Renato Abrigo Avenido（植物遺伝育種学研究室Ｄ3）

「Vigna属Ceratotropics亜属における植物体再分化系と種の関係」

RELATIONSHIP BETWEEN PLANT REGENERATION SYSTEMS AND SPECIES GROUPING IN SUBGENUS CERATOTOROPICS PIPER VERDC. OF THE GENUS VIGNA

Mutasim Mohamed（植物遺伝育種学研究室Ｄ3）

「benzyladenine添加培地におけるソラマメの不定芽誘導に及ぼすthidiazuronの効果」

IN vitro CULTURE OF FABA BEAN : INFLUENCE OF THIDIAZURON IN COMBINATION WITH BENZYLADENINE ON ADVENTITIOUSSHOOT REGENERARION

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第19回　平成12年10月20日

田中愛子　(生物相関進化学研究分野博士課程後期課程３年生）

「植物病原糸状菌の宿主特異的毒素生合成の分子機構」

植物病原菌は、それぞれ特定の植物にのみ宿主選択的に病害を引き起こします。当研究分野では、寄生性の決定因子として宿主特異的毒素（宿主植物にのみ毒性を示す菌の第二次代謝産物）を生産するAlternaria属菌を用いて、宿主選択性、寄生性進化の分子機構に関する研究を進めています。セミナーでは、ナシ黒斑病菌のAK毒素を中心に、Alternaria属菌の宿主特異的毒素生合成の遺伝子解析について紹介します。

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第20回　平成12年11月24日

中野愛子　(土壌生物化学研究分野博士課程後期課程３年生）

「土壌中におけるアーバスキュラー菌根菌の胞子生産」

アーバスキュラー菌根（AM）菌は炭素を宿主植物に依存する絶対共生生物であり、植物根に定着することによって生育・増殖することができます。一方植物は独立栄養生物であり、AM菌の定着によって土壌からの養分吸収を増加させます。物質循環の研究において安定同位体比の利用は極めて有効であり、光合成機構の違いによってC3とC4植物は異なる炭素安定同位体比を示します。セミナーでは、安定同位体比を分析して胞子の炭素と窒素の起源を評価することによって得られた、AM菌の胞子生産に関する知見を紹介します。

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第21回　平成12年1月26日

棚瀬幸司　(園芸科学研究室大学院研究生）

「ニホンナシ果実におけるスクロース蓄積機構に関する研究」

ニホンナシ果実にはスクロースを多く蓄積する品種とヘキソースを多く蓄積する品種が存在します。この違いは果実品質に大きな影響を及ぼすことが知られており、高品質果実を作出するためには糖の蓄積・変換機構を明らかにする必要があります。セミナーでは、スクロース蓄積に関連する糖代謝酵素、特にスクロース合成酵素について紹介します。　

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平成11年度　資源生物機能学セミナー

第５回　平成11年４月28日（水）

柘植尚志（バイオダイナミクス）

「植物ー糸状菌相関における寄生性の進化：宿主特異的毒素を生産するAlternaria属菌を例として」

要旨：当研究分野では、植物ー糸状菌相関における寄生性進化の分子機構について研究を進めています。植物病原菌は、それぞれ特定の植物にのみ宿主選択的に病害を引き起こします。宿主特異的毒素（宿主植物にのみ毒性を示す菌の第二次代謝産物）を生産するAlternaria属菌を例として、糸状菌の寄生性進化に関する当分野の研究を紹介します。

第６回　平成11年６月３日（木）

豊田剛己（土壌生物化学研究分野）

「土壌中における微生物間の相互作用−植物病原菌を例として−」

要旨：土壌中には多種多様の微生物が住んでいます。それら微生物群は土壌中で何をしているのか、また何がその行動を制限しているのでしょうか？　ダイコン萎黄病菌およびトマト青枯病菌の土壌中における制御を目指し、両病原菌の土壌中における生育に及ぼすさまざまな要因について検討した結果について紹介します。

第７回　平成11年６月24日（木）

白武勝裕（園芸科学研究分野）

「果実生長における液胞の機能〜膜輸送系の解析を中心として〜」

要旨：果実の細胞は非常に大きな液胞を持ち、その中に果実の品質を決定づける多くの成分を蓄積しています。特に糖は液胞内に高濃度に蓄積し、その浸透圧を原動力として果実の細胞は大きく肥大していきます。糖をはじめとした液胞への物質の蓄積には、液胞膜に存在する選択的な物質輸送体が機能しており、今回はこれまでに得られたこれらに関する若干の知見と、今後の研究展望について紹介します。

第８回　平成11年７月23日（金）

魚津桜子（植物遺伝育種学研究室）

「染色体解析手法を用いた植物のゲノム研究」

要旨：遺伝情報の担い手であるゲノム、その可視化できる対象である「染色体」。この染色体を解析する手法の開発によって、ゲノムの内部構造や機能に関する解析が進んでいます。その最近の研究動向を紹介するとともに、イネを中心とした幾つかのトピック「FISH法による遺伝子のマッピング」、「反復配列の解析とゲノム分化」などについてお話しします。

第９回　平成11年10月７日（木）

池亨鎮（JEE　Hyon-Jin）（韓国農業科学技術研究所Agricultural Researcher；植物病理学研究分野客員）

「Oosporogenesis of Phytophthora and the Diseases it Caused in Korea（Phytophthora属菌の卵胞子形成と韓国で発生する疫病）」

要旨：氏は、植物の疫病の原因である <ita>Phytophthora<ita>属菌の分類、同定および防除に関する研究の韓国における新進気鋭の研究者です。今回のセミナーでは、Phytophthora属菌の強毒化に一役かっている有性生殖における卵胞子形成、韓国における疫病の発生状況および疫病防除に関する氏の研究成果をお話していただきます。

Andreas Gransee（Institute of Soil Science and Plant Nutrition, Martin-Luther-University Halle-Wittenberg, Germany, 土壌生物化学研究分野客員)

「Root exudates and their influences on P-mobilization in rhizosphere�v

今回のセミナーでは、以下の話題について皆さんとディスカッションしたいと考えて います。

・植物根からの分泌物をどのようにして14Cでラベリングするのか、そしてそれら根分泌物をどのように採取するか。

・根分泌物を各種イオン交換樹脂、HPLCを用いてどう分析するか

・根分泌物が植物の生理とどのように関係しているのか−特にリン栄養との関係から−

・植物のリン栄養と根分泌物、さらには根圏に生育するリン溶解菌とがどのように相互に関係しているのか

植物は光合成産物の20-50%というかなりの部分を根から分泌しているのですが、以上の話題を通して、それら根分泌物の植物における役割の一端について考えてみたいと 思います。

第10回　平成11年10月29日（金）

竹本大吾(植物病理学研究分野）

「タバコ植物の病害ストレス応答性遺伝子群の単離と発現解析」

要旨：植物は微生物の攻撃に対して様々な防御応答を発動させ、自らの身を守っている。これら誘導性の抵抗性を「動的抵R性」といい、その中心的役割を担っているのが、遺伝子発現の誘導、新規タンパク質生産とその利用であると考えられている。本研究ではタバコが微生物の攻撃を認識し発現している「病害ストレス誘導性遺伝子」群を単離し、植物が病気にどのように対抗しているかについて調べている。

真家永光（土壌生物化学研究分野）

「水田土壌化と腐植の動態」

要旨：水田土壌は、作付期間中に湛水され還元状態が発達するとともに、田面水は作土を通り下層土（心土）へと浸透する。作土からは無機物や有機物が溶脱すると共にそれらの一部は心土に集積し、水田に特徴的な土壌断面を形成する。しかしながら、水田における土壌有機物（腐植）の動態については不明な点が多いBそこで、水田土壌の腐植の特徴を明らかにするとともに、心土腐植のもととなる作土から溶脱する有機物に焦点を当て、その作土からの溶脱、心土における集積、その後の腐植化と連続的に捉えつつ、その発現機構をモデル実験により解明することを試みた。

第11回　平成11年11月26日（金）

山田邦夫（園芸科学研究分野）

「バラ科果樹におけるソルビト�[ル代謝関連酵素の研究」

要旨：バラ科果樹では、光合成産物は主にソルビトールに変換され果実に転流し、果実内でフルNトースに変換されている。我々はバラ科果樹の糖代謝機構を解明するために、ソルビトール代謝に関連する2つの酵素（ソルビトール-6-リン酸脱水素酵素、ソルビトール脱水素酵素）について研究を進めている。

第12回　平成11年12月17日（金）

山田　剛（植物遺伝育種学研究分野）

「インゲンマメ及びインゲンマメ属植物の一つであるテパリービーンのαAIの構造と性質」

要旨：インゲンマメの種子に含まれるα-アミラーゼインヒビター（αA1）は，消化酵素の一つであるα-アミラーゼの活性を阻害するタンパク質であり，作物に虫害・抗性を付与するための有用手段の一つと考えられている．本セミナーでは，より有益な虫害抵抗性作物を開発することを最終目的として，インゲンマメ及びインゲンマメ属植物の一つであるテパリービーンのαA1について行われてきた様々な基礎的研究について報告する．

第13回　平成12年１月18日（火）

吉岡博文(植物病理学研究分野）

「植物のディフェンス」

要旨：植物と病原菌との間には特異的寄生関係が成立しています。感染できない非親和性菌が感染を試みると、植物は積極的に防御機構を発揮してこれを排除しようとします。今回のセミナーでは、植物の防御に関連した活性酸素の生成機構および抗菌物質であるファイトアレキシンの合成制御について、分子生物学的アプローチを中心に紹介したいと思います。

平成10年度　資源生物機能学のセミナー

第1回　平成10年10月30日

片山新太「呼吸鎖キノンを用いた土壌微生物群集構造の解析」

第2回　平成10年11月27日

和田清俊「ストレスと花芽形成」

第3回　平成10年12月22日

北野英己「イネの発育遺伝学-突然変異体の利用-」

第4回　平成11年1月22日

川北一人「植物の感染応答と情報伝達」

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更新日　平成１８年６月６日