2023/10/11 更新

写真a

オオイ タカオ
大井 崇生
OI Takao
所属
大学院生命農学研究科 植物生産科学専攻 植物生産科学 助教
大学院担当
大学院生命農学研究科
学部担当
農学部 資源生物科学科
職名
助教

学位 1

  1. 博士(農学) ( 2014年3月   名古屋大学 ) 

研究キーワード 5

  1. 農学

  2. 植物形態学

  3. 環境ストレス

  4. イネ科作物

  5. 電子顕微鏡

経歴 3

  1. 名古屋大学   大学院生命農学研究科 植物生産科学専攻   助教

    2018年4月 - 現在

  2. 名古屋大学   大学院生命農学研究科 生物圏資源学専攻   助教

    2014年11月 - 2018年3月

  3. 日本学術振興会 

    2014年4月 - 2014年11月

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    国名:日本国

学歴 3

  1. 名古屋大学   生命農学研究科   生物圏資源学専攻

    2012年4月 - 2014年3月

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    国名: 日本国

  2. 名古屋大学   生命農学研究科   生物圏資源学専攻

    2010年4月 - 2012年3月

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    国名: 日本国

  3. 名古屋大学   農学部   資源生物科学科

    2006年4月 - 2010年3月

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    国名: 日本国

所属学協会 4

  1. 日本作物学会

  2. 日本植物学会

  3. 日本植物形態学会

  4. 日本生物教育学会

受賞 5

  1. 日本植物形態学会奨励賞

    2022年9月   日本植物形態学会  

    大井崇生

  2. 風戸研究奨励賞

    2019年3月   (公財) 風戸研究奨励会   三次元電子顕微鏡法を用いたイネ科塩腺の機能形態の解明

    大井 崇生

  3. ナノテクノロジープラットフォーム 平成29年度「秀でた利用成果」

    2018年1月   文部科学省   Three-dimensional intracellular structure of a whole rice mesophyll cell observed with FIB-SEM.

    大井 崇生

  4. Endeavour Fellowship

    2017年12月   オーストラリア政府  

    大井崇生

  5. 名古屋大学学術奨励賞

    2013年6月   名古屋大学  

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    受賞国:日本国

 

論文 27

  1. Intracellular positioning of mesophyll chloroplasts following to aggregative movement in Setaria viridis analysed three-dimensionally with a confocal laser scanning microscope 査読有り

    Saki Yamakawa, Yuta Kato, Mitsutaka Taniguchi, Takao Oi

    Flora     2023年9月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.flora.2023.152364

  2. 植物の組織・細胞における内部微細構造の三次元解析: 連続切片‐光学顕微鏡法によるイネ葉身での例

    大井崇生

    PLANT MORPHOLOGY   35 巻 ( 1 ) 頁: 59 - 67   2023年

  3. Salt tolerance in relation to elemental concentrations in leaf cell vacuoles and chloroplasts of a C<sub>4</sub> monocotyledonous halophyte 査読有り

    Oi Takao, Clode Peta L., Taniguchi Mitsutaka, Colmer Timothy D., Kotula Lukasz

    PLANT CELL AND ENVIRONMENT   45 巻 ( 5 ) 頁: 1490 - 1506   2022年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/pce.14279

    Web of Science

    PubMed

    その他リンク: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full-xml/10.1111/pce.14279

  4. イネ科植物における塩腺の構造と機能 査読有り

    大井 崇生, 小林 英和

    日本作物学会紀事   90 巻 ( 3 ) 頁: 235 - 246   2021年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本作物学会  

    <p>土壌の塩類集積は植物の生育を阻害する要因の一つであり,その塩類過剰に適応するため植物は様々な機構を発達させている.特殊な表皮組織である塩腺もその一つであり,地上部に運ばれた過剰な塩類を体外に排出する役割を担っている.イチゴツナギ亜科を除くほぼ全てのイネ科植物の地上部表皮には二細胞性の小毛が存在し,その分泌能力には種によって差があるが,特にヒゲシバ亜科において活発に塩を排出する塩腺として機能するものがある.この二細胞性の塩腺は微小でありながらも特徴的な内部構造を有し,効率的に塩を収集・排出していると考えられている.塩腺は植物個体の耐塩性に加え,土壌中の塩や重金属を地上に排出するという物質循環にも貢献しており,植物体中のミネラル含有率を調整する機能を介して作物品質にも寄与し得ると考えられる.イネ科植物には重要な食用作物や牧草が数多く含まれていることから,塩腺として働く小毛に関する知見は様々な作物の耐塩性研究への応用が期待される.本総説ではイネ科植物にみられる塩腺の構造と機能についてこれまでに得られた知見を総合的に解説する.</p>

    DOI: 10.1626/jcs.90.235

  5. イネ葉肉細胞における葉緑体の細胞内配置と立体構造に塩ストレスが与える影響 招待有り 査読有り

    大井 崇生, 山根 浩二, 谷口 光隆

    光合成研究   31 巻 ( 1 ) 頁: 4 - 13   2021年4月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本光合成研究会  

  6. FIB-SEMを用いた三次元再構築法によるイネ葉肉細胞と葉緑体の形態解析 招待有り 査読有り

    大井 崇生, 山根 浩二, 谷口 光隆

    PLANT MORPHOLOGY   32 巻 ( 1 ) 頁: 19 - 25   2020年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:日本植物形態学会  

    <p>試料を薄切片にして透過観察すると,組織や細胞の内部構造を平面像として捉えられる.二次元の平面像の解釈は研究者の知識や経験に基づく想像力に補われて三次元の全体像が理解されてきたが,複雑に入り組んだ構造や,切断方向によって異なる断面像を示す構造を精確に把握することは困難であった.しかし,試料を何十,何百枚という連続切片にして一枚ずつ撮影し,それらを画像解析ソフト上で順々に積み上げる三次元再構築法を用いることで,細胞やオルガネラを立体的に捉えることが可能となる.本稿では,走査型電子顕微鏡(SEM)に集束イオンビーム加工装置(FIB)を内蔵した装置内において切削と観察を繰り返すことで精確に連続切片像を取得できるFIB-SEMを用いた三次元解析について,イネ(<i>Oryza sativa</i> L.)葉身の葉肉細胞の解析例を紹介する.細胞の端から端までを超薄切して三次元再構築することで,イネの葉肉細胞のような複雑に入り組んだ細胞の外形や,その内部の葉緑体などのオルガネラの構造を立体的に捉えることが可能となることに加え,二次元の断面像からは精確な推定が難しかった体積や表面積の定量も可能となる.対象の一部分のみを見る断面観察だけではなく,全体を包括的に捉える三次元解析を行う意義についても議論したい.</p>

    DOI: 10.5685/plmorphol.32.19

  7. Three-dimensional ultrastructural change of chloroplasts in rice mesophyll cells responding to salt stress 査読有り

    Oi Takao, Enomoto Sakiko, Nakao Tomoyo, Arai Shigeo, Yamane Koji, Taniguchi Mitsutaka

    ANNALS OF BOTANY   125 巻 ( 5 ) 頁: 833-840   2020年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/aob/mcz192

    Web of Science

    PubMed

  8. Three-dimensional intracellular structure of a whole rice mesophyll cell observed with FIB-SEM 査読有り

    Oi Takao, Enomoto Sakiko, Nakao Tomoyo, Arai Shigeo, Yamane Koji, Taniguchi Mitsutaka

    ANNALS OF BOTANY   120 巻 ( 1 ) 頁: 21 - 28   2017年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/aob/mcx036

    Web of Science

    PubMed

  9. 切片-走査型電子顕微鏡法による植物組織・細胞の内部構造観察:カメムシ抵抗性イネ籾の解析事例

    大井崇生

    アグリバイオ   7 巻   頁: 624 - 626   2023年7月

  10. Triterpenoids in aerenchymatous phellem contribute to internal root aeration and waterlogging adaptability in soybeans 国際誌

    Takahashi Hirokazu, Abo Chisato, Suzuki Hayato, Romsuk Jutapat, Oi Takao, Yanagawa Asako, Gorai Tomoka, Tomisaki Yukari, Jitsui Mana, Shimamura Satoshi, Mori Hitoshi, Kaga Akito, Ishimoto Masao, Seki Hikaru, Muranaka Toshiya, Nakazono Mikio

    NEW PHYTOLOGIST   239 巻 ( 3 ) 頁: 936 - 948   2023年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/nph.18975

    Web of Science

    PubMed

  11. Aggregative movement of C<sub>4</sub> mesophyll chloroplasts is promoted by low CO<sub>2</sub> under high intensity blue light

    Kato Y., Oi T., Taniguchi M.

    PLANT BIOLOGY     2023年6月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/plb.13512

    Web of Science

  12. F-actin regulates the polarized secretion of pollen tube attractants in Arabidopsis synergid cells 国際誌

    Susaki Daichi, Izumi Rie, Oi Takao, Takeuchi Hidenori, Shin Ji Min, Sugi Naoya, Kinoshita Tetsu, Higashiyama Tetsuya, Kawashima Tomokazu, Maruyama Daisuke

    PLANT CELL   35 巻 ( 4 ) 頁: 1222 - 1240   2022年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/plcell/koac371

    Web of Science

    PubMed

  13. Aggregative movement of mesophyll chloroplasts occurs in a wide variety of C<sub>4</sub> plant species br

    Kato Yuta, Tsukaguchi Toshiki, Yata Itsuki, Yamamura Riho, Oi Takao, Taniguchi Mitsutaka

    FLORA   294 巻   頁: 152133 - 152133   2022年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.flora.2022.152133

    Web of Science

  14. Resistance factors of pecky rice incidence caused by the rice stink bugs (<i>Leptocorisa chinensis, Nezara viridula</i>) in rice line CRR-99-95W

    Sugiura Kazuhiko, Oi Takao, Tanaka Toshiharu, Hamagashira Aoi, Ouk Rachana, Nakamura Mitsuru, Ide Yasuto, Tsuda Kengo, Ito Akira, Yamauchi Akira

    PLANT PRODUCTION SCIENCE   25 巻 ( 2 ) 頁: 172 - 182   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/1343943X.2022.2033127

    Web of Science

  15. Evaluation of the validity of large-scale serial sectioning TEM for three-dimensional reconstruction of rice mesophyll cells and chloroplasts

    Yamane Koji, Oi Takao, Taniguchi Mitsutaka

    PROTOPLASMA   259 巻 ( 5 ) 頁: 1219 - 1231   2022年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s00709-021-01728-9

    Web of Science

    PubMed

  16. Failure of Pollen Attachment to the Stigma Triggers Elongation of Stigmatic Papillae in <i>Arabidopsis thaliana</i> 査読有り

    Katano Kazuma, Oi Takao, Suzuki Nobuhiro

    FRONTIERS IN PLANT SCIENCE   11 巻   頁: 989   2020年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.3389/fpls.2020.00989

    Web of Science

    PubMed

  17. 連続切片-光学顕微鏡法によるイネ葉肉細胞と葉緑体の三次元形態解析

    大井崇生

    アグリバイオ   4 巻 ( 7 )   2020年6月

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  18. Three-dimensional analysis of chloroplast protrusion formed under osmotic stress by polyethylene glycol in rice leaves 査読有り

    Yamane Koji, Oi Takao, Taniguchi Mitsutaka

    PLANT PRODUCTION SCIENCE     2020年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/1343943X.2019.1709513

    Web of Science

  19. Benzoquinone synthesis-related genes of <i>Tribolium castaneum</i> confer the robust antifungal host defense to the adult beetles through the inhibition of conidial germination on the body surface

    Sawada Mitsuki, Sano Takuma, Hanakawa Kento, Sirasoonthorn Patchara, Oi Takao, Miura Ken

    JOURNAL OF INVERTEBRATE PATHOLOGY   169 巻   2020年1月

  20. The role of Oryza sativa L. 'Milyang 44' husks on the resistance to two rice stink bugsy

    Nakamura Mitsuru, Suzuki Taro, Yoshida Tomofumi, Kato Takahiro, Oi Takao, Mitsuya Shiro, Inukai Yoshiaki

    BREEDING SCIENCE   70 巻 ( 3 ) 頁: 402-408   2020年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1270/jsbbs.18149

    Web of Science

    PubMed

  21. Three-dimensional anatomy of mesophyll cells in rice leaf tissue by serial section light microscopy 査読有り

    Ouk Rachana, Oi Takao, Taniguchi Mitsutaka

    PLANT PRODUCTION SCIENCE     2019年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1080/1343943X.2019.1702470

    Web of Science

  22. Three-dimensional ultrastructure of chloroplast pockets formed under salinity stress 査読有り

    Yamane Koji, Oi Takao, Enomoto Sakiko, Nakao Tomoyo, Arai Shigeo, Miyake Hiroshi, Taniguchi Mitsutaka

    Plant Cell and Environment   41 巻 ( 3 ) 頁: 563-575 - 575   2018年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/pce.13115

    Web of Science

    PubMed

  23. Salt excretion through the cuticle without disintegration of fine structures in the salt glands of Rhodes grass (Chloris gayana Kunth) 査読有り

    Oi T., Miyake H., Taniguchi M.

    Flora   209 巻 ( 3-4 ) 頁: 185-190   2014年2月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  24. 耐塩性イネ科牧草ローズグラスの津波被災土壌における生育と塩腺からの塩排出 査読有り

    大井崇生, 笹川正樹, 谷口光隆, 三宅博

    日本作物学会紀事   82 巻 ( 4 ) 頁: 378-385   2013年10月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  25. Salt excretion from the salt glands in Rhodes grass (Chloris gayana Kunth) as evidenced by low-vacuum scanning electron microscopy 査読有り

    Oi T., Hirunagi K., Taniguchi M., Miyake H.

    Flora   208 巻 ( 1 ) 頁: 52-57   2013年1月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  26. The mesophyll anatomy enhancing CO2 diffusion is a key trait for improving rice photosynthesis 査読有り

    Adachi S., Nakae T., Uchida M., Soda K., Takai T., Oi T., Yamamoto T., Ookawa T., Miyake H., Yano M., Hirasawa T.

    Journal of Experimental Botany   64 巻 ( 4 ) 頁: 1061-1072   2013年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

  27. Morphology and ultrastructure of the salt glands on the leaf surface of Rhodes grass (Chloris gayana Kunth) 査読有り

    Oi T., Taniguchi M., Miyake H.

    International Journal of Plant Sciences   173 巻 ( 5 ) 頁: 454-463   2012年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

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MISC 4

  1. Young Scientist Forum of ACSAC10 ONLINE: Let’s Talk about Young Scientist’s Presents & Futures

    OI Takao, ARATANI Haruka, HONDA Sotaro, IWASA Marina, KAMOSHITA Akihiko, KANO-NAKATA Mana, KATSURA Keisuke, NGUYEN Dinh Thi Ngoc, OJHA Jesish, OKAMOTO Takanori, OUK Rachana, SIWAKOTI Shristi, SUGIURA Daisuke, SULTANZADA Mohammad Marouf, TADA Terufumi, YAMAGUCHI Tomoaki  

    Japanese Journal of Crop Science91 巻 ( 3 ) 頁: 246 - 250   2022年7月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:CROP SCIENCE SOCIETY OF JAPAN  

    DOI: 10.1626/jcs.91.246

  2. 西オーストラリア大学 (The University of Western Australia) 短期留学報告

    大井 崇生  

    日本作物学会紀事88 巻 ( 3 ) 頁: 209 - 210   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本作物学会  

  3. 書評: 「新 電顕入門ガイドブック(電顕入門ガイドブック改訂第3 版)」

    大井崇生  

    日本作物学会紀事92 巻 ( 1 ) 頁: 69 - 69   2023年

  4. 会員からの意見

    大井 崇生  

    日本作物学会紀事88 巻 ( 3 ) 頁: 212 - 212   2019年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本作物学会  

講演・口頭発表等 31

  1. コメの登熟過程における籾表皮上の小毛による排水の検証.

    西村哲志, 谷口光隆, 大井崇生

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  2. シンポジウム - 最先端可視化技術による植物解析〜見る顕微鏡から捉える顕微鏡へ〜: 連続切片法で広がる光学・電子顕微鏡観察の可能性:葉組織・細胞の三次元解析の例.

    大井崇生, 山根浩二, 谷口光隆

    日本植物学会第83回大会  2019年 

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    開催地:仙台  

  3. 連続切片法による植物細胞の内部微細構造の三次元観察と3D模型による立体像把握.

    大井崇生, 谷口光隆, 榎本早希子, 中尾知代, 荒井重勇, 小田昌宏, 森健策, 山根浩二

    日本顕微鏡学会第75回学術講演会  2019年 

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    開催地:名古屋  

  4. ミニシンポジウム1-作物生産の向上に繋げる光合成細胞の構造解析: 光合成細胞内オルガネラの立体配置.

    大井崇生, 山根浩二, 谷口光隆

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  5. 葉肉葉緑体凝集運動のC_4植物における普遍性とその生理的意義

    塚口 駿貴, 大井 崇生, 三宅 博, 谷口 光隆

    日本作物學會紀事  2013年3月28日 

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    開催年月日: 2013年3月

    記述言語:日本語  

  6. C3植物からC4植物への進化にともなう葉肉葉緑体凝集運動の獲得.

    谷口光隆, 山村莉穂, 大井崇生

    日本作物学会第248回講演会  2019年 

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    開催地:鳥取  

  7. イネ葉肉細胞葉緑体の塩ストレスに伴う形態変化の三次元解析.(優秀発表賞受賞)

    大井崇生, 榎本早希子, 中尾知代, 荒井重勇, 山根浩二, 谷口光隆

    日本作物学会第243回講演会  2017年 

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    開催地:東京  

  8. イネ葉肉細胞の三次元構造解析: 塩ストレスに伴う葉緑体の形態変化.(ポスター賞受賞)

    大井崇生, 榎本早希子, 中尾知代, 荒井重勇, 山根浩二, 谷口光隆

    第8回日本光合成学会年会およびシンポジウム  2017年 

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    開催地:大津  

  9. イネ科植物における維管束鞘葉緑体の細胞内配置と形状の三次元解析.

    大井崇生, 山根浩二, 谷口光隆

    日本作物学会第245回講演会  2018年 

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    開催地:宇都宮  

  10. Three-dimensional anatomy of the mesophyll cells at different positions in rice leaf tissue.

    Ouk R, Oi T, Taniguchi M

    日本作物学会第248回講演会  2019年 

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    開催地:鳥取  

  11. Three-dimensional anatomy of mesophyll cells in rice under salt-stress with a light microscope.

    Ouk R, Oi T, Taniguchi, M

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  12. Symposium - Find out the mechanism supporting C4 photosynthesis: Organelle positioning in C4 photosynthetic cells.

    Taniguchi M, Oi T, Yamane K

    第60回日本植物生理学会年会  2019年 

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    開催地:名古屋  

  13. NU-UWA collaboration work: Study of the salinity tolerance and salt excretion of Rhodes grass.

    Oi T

    Joint PhD Program Signing Ceremony & Commemoration Workshop, Int Collab Prog in Agr Sci between Univ Western Australia & Nagoya Univ  2018年 

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    開催地:Nagoya  

  14. C4植物葉肉葉緑体の凝集運動に伴う配置変化の三次元観察の試み.

    山川早紀, 大井崇生, 谷口光隆

    第8回日本光合成学会年会およびシンポジウム  2017年 

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    開催地:大津  

  15. C4植物葉肉葉緑体の凝集運動に伴う細胞内配置と形態の三次元解析.

    山川早紀, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第245回講演会  2018年 

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    開催地:宇都宮  

  16. C4植物シコクビエの維管束鞘細胞におけるオルガネラ膜接触部位の三次元観察の試み.

    千田啓貴, 大井崇生, 厚沢季美江, 金子康子, 谷口光隆

    第10回植物電子顕微鏡若手ワークショップ  2019年 

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    開催地:横浜  

  17. C4植物の維管束鞘葉緑体内におけるRubiscoの偏在.

    千田啓貴, 大井崇生, 厚沢季美江, 金子康子, 谷口光隆

    第10回日本光合成学会年会およびシンポジウム  2019年 

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    開催地:京都  

  18. C4植物における低CO2濃度により促進される葉肉葉緑体の凝集配置.

    加藤優太, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第245回講演会  2018年 

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    開催地:宇都宮  

  19. シバ (Zoysia japonica) 葉身の向軸面および背軸面における小毛の塩排出と形態.

    小山真央, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第244回講演会  2017年 

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    開催地:岐阜  

  20. 組織・細胞レベルの三次元形態解析:イネ科葉組織における連続切片法とFIB-SEM法の例.

    大井崇生

    第9回植物電子顕微鏡若手ワークショップ  2018年 

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    開催地:横浜  

  21. 異なる陽イオンの塩ストレス下におけるローズグラス葉表面の毛状突起数と塩排出の比較.

    豊島達弥, 花井宏彰, 谷口光隆, 大井崇生

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  22. 塩ストレスおよび植物ホルモンがローズグラス葉表面における毛状突起数の増減に及ぼす影響.

    花井宏彰, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第243回講演会  2017年 

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    開催地:東京  

  23. 卵装置の形態から迫る精細胞ポジショニング制御機構.

    須崎大地, 大井崇生, 榎本早希子, 荒井重勇, 木下哲, 丸山大輔

    日本植物学会第83回大会  2019年 

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    開催地:仙台  

  24. 加圧凍結置換−免疫TEM法を用いたC4植物維管束鞘葉緑体内のRubisco局在性の検討.

    千田啓貴, 大井崇生, 厚沢季美江, 金子康子, 谷口光隆

    第9回植物電子顕微鏡若手ワークショップ  2018年 

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    開催地:横浜  

  25. ローズグラス(Chloris gayana)3品種における耐塩性と塩腺からの塩排出.

    大井崇生, Kotula L, Clode PL, 谷口光隆, Colmer TD

    日本作物学会第248回講演会  2019年 

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    開催地:鳥取  

  26. ローズグラスの葉表面における塩腺の増加に浸透圧ストレスおよびイオンストレスが及ぼす影響.

    花井宏彰, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第245回講演会  2018年 

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    開催地:宇都宮  

  27. ミニシンポジウム1-作物生産の向上に繋げる光合成細胞の構造解析: ストレスに伴う葉緑体形態変化の生理的意義.

    山根浩二, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  28. ヒエ(Echinochloa esculenta)における2つのC4光合成回路の駆動と弱光に対する応答.

    木田久実子, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  29. トウモロコシの葉肉細胞と維管束鞘細胞における塩ストレスに応答した遺伝子発現の比較.

    大瀧神奈, 大井崇生, 谷口光隆

    日本作物学会第245回講演会  2018年 

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    開催地:宇都宮  

  30. シバ葉身の向背軸面における小毛の内部微細構造と排出成分の比較.

    小山真央, 谷口光隆, 大井崇生

    日本作物学会第247回講演会  2019年 

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    開催地:つくば  

  31. シバ葉身の向背軸面における塩腺の微細構造と排出機能の比較.

    小山真央, 谷口光隆, 大井崇生

    第60回日本植物生理学会年会  2019年 

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    開催地:名古屋  

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科研費 15

  1. X線マイクロCT法を活用したイネ鱗被の形態と穎花の開閉メカニズムの解明

    研究課題/研究課題番号:22K19175  2022年6月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    大井 崇生, 田中美弥子

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

    イネ穎花の開花を司る微小な花器官である鱗被の立体像を、非破壊・迅速・簡便な三次元解析が可能なX線マイクロCT(コンピュータ断層撮影)法を用いて解析し、籾の開閉という動的な現象を捉え、その作用機序を明らかにする。電子顕微鏡観察のノウハウを応用することでX線CT装置の持つ空間分解能を最大限に高めて細胞レベルの情報も取得しながら鱗被の全容を理解する。併せて、生鮮試料をX線装置内で生け花状に保持して穎花を経時スキャンし、鱗被による開閉の動的な作用について時間軸を加えた理解にも挑む。

  2. 排水毛として機能するイネ小毛の細胞内微細構造とその制御機構の解明

    研究課題/研究課題番号:22H02323  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    大井 崇生, 小林 英和, 高橋 宏和

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    担当区分:研究代表者 

    配分額:17810000円 ( 直接経費:13700000円 、 間接経費:4110000円 )

    イネ表皮に存在する小型の毛状突起(小毛)からの排水という現象に着目し、その機能形態と制御機構を解明する。活発に排水を行う籾表面の小毛と、不活性な葉表面の小毛について連続切片-電子顕微鏡法によって細胞内全体の微細構造を三次元再構築して3D観察し、各構造の出現頻度や体積等を定量比較する。また、細胞活性に影響するとされる核内倍加の程度をフローサイトメーター等で調査するとともに、小毛細胞をレーザーマイクロダイセクションで切り出してトランスクリプトーム解析を行い、排水機能に関わる遺伝子群を同定する。本研究は、気孔を介さない未知の排水機構を解明するもので、イネの高温障害対策等にも繋がると期待される。

  3. 小毛からの排水に伴うイネ籾の脱水機構の解明

    2017年 - 2020年

    日本学術振興会学研究費助成事業  若手研究(B) 

    大井崇生

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  4. イネ科塩腺における分化過程での形態変化および塩ストレスに応じた分化シグナルの解明

    2015年 - 2017年

    日本学術振興会学研究費助成事業  研究活動スタート支援 

    大井崇生

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    担当区分:研究代表者  資金種別:競争的資金

  5. 葉緑体ストロマ空間におけるRubiscoとデンプンの偏在による光合成代謝分業の解明

    研究課題/研究課題番号:23H02195  2023年4月 - 2026年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    谷口 光隆, 大井 崇生

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    担当区分:研究分担者 

    葉緑体内のRubiscoタンパク質とデンプン粒の偏在が活性レベルでも起き、光合成の効率化に貢献しているかを課題1で明らかにし、課題2において偏在の分子機構を明らかにする研究に挑む。
    課題1:光合成代謝偏在の確認とその生理的意義の解明
    ①CO2固定反応とデンプン粒形成反応の偏在の解析、②デンプン粒形成の初期過程の観察、③供給されるCO2の量や局在性とRubisco偏在の連動についての解析、④遠心的に配置する葉緑体内のRubisco分布の解析
    課題2:Rubiscoの濃度比較と相互作用タンパク質の探索
    ①Rubisco濃度の植物間比較、②Rubiscoタンパク質と葉緑体内で相互作用するタンパク質の探索

  6. 維管束鞘細胞と維管束柔細胞によるNa+排出・蓄積能力と耐塩性との関連性の解明

    研究課題/研究課題番号:21H02175  2021年4月 - 2024年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    山根 浩二, 大井 崇生, 大井 崇生

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    担当区分:研究分担者 

    葉肉細胞へのナトリウム(Na+)の流入抑制能力が、葉の塩ストレス障害に対するNa+の閾値を決定すると推察されるが、細胞レベルでのNa+の閾値の実態は不明である。本研究では、ATP生産能があり(葉緑体やミトコンドリアを含む)、Na+の蓄積が可能な大きな液胞を有する維管束鞘細胞と維管束柔細胞に着目し、Na+の局在、三次元構造解析によるNa+輸送に関わる膜タンパク質の三次元分布とオルガネラ膜接触との関係を調査する。塩感受性品種の日本晴と耐塩性品種のPokkalliを比較し、Pokkalliの葉の耐塩性は、両細胞による葉肉細胞へのNa+流入抑制能力が高いためであることを明らかにする。
    イネの塩感受性品種の日本晴と耐塩性品種であるPokkaliを用い、3週齢の個体に100 mMのNaClストレスを4日間処理した植物体を用いて電子顕微鏡固定を実施した。それぞれの品種において、対照区と塩処理区のサンプルを用い、150 nm間隔で1500枚程度の連続切片をカバーガラス6~7枚に分けて回収した。この連続切片を用いて、維管束鞘細胞を含む維管束周辺の連続画像を卓上SEM (TM4000, Hitachi)で撮影した。
    日本晴とPokkaliの対照区の観察を行ったところ、維管束鞘細胞の中には多数の葉緑体が確認でき、維管束とは逆側の細胞壁に沿って配置されていた。さらに、維管束鞘葉緑体が配置されている部分には葉肉細胞が隣接しておらず、維管束鞘葉緑体の大部分は細胞間隙に面するように配置されていた。そのため、二酸化炭素を積極的に吸収できる配置になっていることが予想された。ミトコンドリアは、維管束鞘葉緑体と膜接触するように配置されるとともに、維管束側の細胞壁にも配置されており、維管束側のアポプラストに物質を搬出するためのエネルギー源になっていることが予想された。
    維管束鞘細胞の内側には、一層の柔細胞が確認できた。内部にはチラコイド膜を有する色素体やミトコンドリアが多数確認できた。この柔細胞において、道管の横に隣接する細胞だけが、他の柔細胞よりも細胞質が密でミトコンドリアが多く存在していた。さらに、道管には二次壁が発達しているが、この密な柔細胞との間だけ、部分的に二次壁の肥厚が見られず、それに対応して柔細胞側の細胞壁も薄くなって壁孔を形成していた。道管と隣接する維管束鞘細胞との間には、これらの構造は見られなかったことから、この密になっている柔細胞が、水や無機塩類の通過に対して重要な役割を担っている可能性が示唆された。
    卓上SEMを用いた連続切片の観察手法は世界で例が無いため、まずは手法の確立を行った。1500枚程度の連続切片を回収するためには、Histo Jumboのダイヤモンドナイフを用いる必要があるが、100~150 nmの薄い切片を回収するには適さないため、通常のダイヤモンドナイフでの切片作製を試みた。通常のダイヤモンドナイフのボートに合うようにカバーガラスをガラスカッターで割り、ガラスに親水処理を行って回収した。1枚のガラスに200~300枚の切片を回収できたため、それを6~7枚のカバーガラスに分けて回収することで1500枚程度の連続切片を回収できた。
    回収した切片を染色する必要があるが、染色についても時間や洗浄方法について検討した。ウラン染色は20分、酢酸鉛は5分の染色で十分であり、通常の透過型電子顕微鏡観察とほぼ同じ時間で対応できた。しかし、しっかりと洗浄しないと染色汚れが激しく綺麗な像は得られなかった。蒸留水の入ったビーカーを6つ用意し、その中でガラスを振って洗浄し、その後、蒸留水を入れたシャーレの中で10分程度インキュベートすることで汚れを完全に落とした。
    次に、SEMでの観察にはチャージアップの抑制が重要になるが、カーボンコータ (CADE-E, Meiwafosis)とオスミウムコータ (Neoc-STB, meiwafosis)の両方を試みた。オスミウムコー他を用いた方が薄い皮膜になるため、電子像が綺麗になる傾向があった。しかし、卓上SEMの電子線の強さ等を変えることで、カーボンコータでも十分な解像度が得られることが判明した。
    これらの観察手法の確立に時間を要したため、「やや遅れている」と判断した。
    2021年度に取得した対照区の維管束鞘細胞と維管束柔細胞の連続画像を用いてトレースを行い、三次元構造を構築する。構築した三次元像を用いて、細胞やオルガネラを定量評価する。維管束鞘細胞において、葉肉細胞の配置に特徴があったため、細胞壁との接触面積を算出し、二酸化炭素の積極的な吸収を行っているのか、形態的な面から評価していく。さらに、ミトコンドリアが維管束と葉肉細胞側の両方に配置されていたため、数や体積を用いて定量評価し、その役割を推定していく。
    維管束柔細胞においても、細胞やオルガネラを三次元構築することで定量評価していく。とくに、道管に隣接した密な細胞とその他の細胞を比較し、内部に含まれるオルガネラの種類やその体積値等を算出し、細胞間の違いを定量的に評価することで役割を推定する。
    2022年度は、塩処理区の細胞も観察し、対照区との違いを見いだす。予備的な検討により、日本晴の塩処理区において、維管束鞘細胞内のミトコンドリア数が著しく増加することが観察されているため、ミトコンドリアに着目し、配置や体積値等の変化に着目して観察を行う。さらに、維管束柔細胞においても同様の観察を行う予定である。
    さらに、卓上SEMを用いた免疫電子顕微鏡法の確立を目指す。金コロイドの粒子をジアミノベンジジンと塩化金酸を処理することで増幅させ、卓上SEMで観察を行う。本手法を植物細胞で応用した例はなく、さらに、連続切片に免疫処理をして観察した例が無いため、手法を確立する必要がある。まずは、標識が容易なルビスコを用いて条件等を検討していく。その後、本研究の目的タンパク質であるナトリウムの排出に関与する膜タンパク質に応用し、品種間差異や塩処理による膜タンパク質の増減を観察する。

  7. イネの収量ポテンシャル向上を目指すシンク・ソース遺伝子の単離とその利用

    研究課題/研究課題番号:20H02972  2020年4月 - 2024年3月

    科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    高井 俊之, 吉田 均, 黒羽 剛, 谷口 洋二郎, 大井 崇生

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    担当区分:研究分担者 

    イネはアジアを中心に世界的な主要穀物であり、今後も増加が予測される世界人口に十分な食糧を供給するために、収量性の向上を通してイネの生産量を上げることは非常に重要な課題である。イネの収量は一般に、光合成で同化された産物の量と同化産物を蓄積する籾の容量のバランスで決まる。本研究は、我々がこれまでに見出してきた光合成能および穂数を増加させる遺伝要因(それぞれGPS7とMP3)について、栽培・育種・分子生物の分野が協力してその原因遺伝子を特定することを目的とする。さらにGPS7とMP3が収量性を向上させるかを見極め、GPS7とMP3を有する多収品種の開発や栽培技術開発に繋げる。
    課題1:MP3およびGPS7がそれぞれ穂数および光合成能を向上させるメカニズム解明、候補遺伝子の証明および機能解析
    次年度までにマップベースクローニングにより絞り込んだMP3およびGPS7の両候補領域には、RAPデータベースでは候補遺伝子は1つのみ予測されていた。MP3については、タカナリ型の候補遺伝子配列をNIL-MP3に形質転換させ、形質転換体を作出した。この形質転換体を栽培し穂数を調査したところ、NIL-MP3よりも穂数が減少し相補されることを確認したため、この候補遺伝子が原因遺伝子であると判断した。GPS7については、ゲノム編集により候補遺伝子がノックアウトされた形質転換体の作出に取り掛かった。
    課題2:GPS7とMP3を用いた材料育成とその生産性の評価
    タカナリ背景NIL-GPS7とNIL-MP3の交雑後代から、両者が集積した系統を選抜し、栽培試験のための種子増殖を行った。
    MP3およびGPS7の両候補領域には、候補遺伝子が1つのみ予測されていたことから、これら遺伝子を原因遺伝子として証明実験に集中し、MP3の原因遺伝子を迅速に同定することができた。以上より、本研究課題は計画通りおおむね順調に進捗していると判断した。
    課題1:MP3については、栽培試験を行いデータを取得次第、論文執筆に進む。GPS7については、形質転換体の栽培実験に進み、光合成能に差異が生じるか見極める。また、GPS7が光合成能に差異をもたらす要因を明らかにするため、葉身内部の観察を試みる。
    課題2:MP3とGPS7を集積させた系統およびNIL-GPS7、NIL-MP3を水田圃場で栽培試験に供試し、収量データを取得する。
    コロナ感染拡大は継続しているが、緊急事態宣言によって勤務に支障が出ない限り、研究遂行は可能であると考えている。

  8. C4植物で普遍的に起こる葉肉葉緑体凝集運動の誘導機構と生理的役割の解明 (分担:電子顕微鏡観察)

    研究課題/研究課題番号:20H02966  2020年4月 - 2023年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    谷口 光隆, 大井 崇生, 大井 崇生

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    担当区分:研究分担者 

    C4植物が環境ストレスを受けると,葉肉細胞の周縁部に散在している葉緑体は維管束鞘細胞側に移動する“凝集運動”を起こす。この凝集運動はC4植物全般で起こり,その誘導には葉内CO2濃度の低下が関係していることを申請者らは見出したが,その誘導機構の詳細は不明である。本研究では,凝集運動の誘導機構と生理的役割を解明して,葉緑体凝集運動をC4植物が発揮する高い光合成能およびストレス耐性能の一要因として位置づけられるかを明らかにする。
    C4植物が環境ストレスを受けると、葉肉細胞の周縁部に散在している葉緑体は維管束鞘細胞側に移動する“凝集運動”を起こす。この凝集運動の誘導には葉内CO2濃度の低下が関係しているが、その誘導機構の詳細は不明である。 本研究では、凝集運動の誘導機構と生理的役割を解明して、葉緑体凝集運動をC4植物が発揮する高い光合成能およびストレス耐性能の一要因として位置づけられるかを明らかにすることを目的としている。本年度は、以下の結果が得られた。
    葉肉葉緑体の凝集運動の誘導因子として、維管束鞘細胞の光呼吸で生じるCO2や代謝中間産物、あるいはミトコンドリア呼吸で生じるCO2が関与している可能性を検討した。その結果、 光呼吸阻害剤を投与したシコクビエの葉では凝集運動が弱まり、ミトコンドリア呼吸阻害剤を投与した葉では変化が無かった。したがって、凝集運動はストレス下で光呼吸が高まることで誘導される可能性が考えられた。
    C3植物の葉片の脱気と青色光照射処理によって、向・背軸両側の表皮細胞直下の葉肉細胞の葉緑体が葉組織内部方向へ配置する“偏在運動”を見出した。この葉緑体偏在運動は、葉組織を水没または脱気した状態で青色強光を照射することで誘導され、表皮細胞の存在とは関係がなく、入射光および反射光の影響を受ける応答であることが判明した。
    当初計画していたシコクビエ形質転換体が得られていないので、凝集運動の誘導因子の探索に注力した結果、葉緑体誘導機構解明のための足掛かりを得ることができた。引き続きシコクビエやエノコログサの形質転換体を得るように研究を進める。
    凝集運動が光呼吸により誘導される可能性が得られたことから、光呼吸活性と凝集運動の程度の関係を調べる。また、光呼吸経路で生じるCO2、アンモニウムイオン、中間代謝産物のうちどれが凝集運動を誘導しているかを明らかにする。
    葉緑体の偏在運動がC3植物全般で起こるかを明らかにするとともに、偏在運動の生理的意義を明らかにする。C4植物葉肉葉緑体の凝集運動とC3植物の偏在運動は移動方向が異なるが、青色光や低CO2条件といった同じ誘導条件が関わるため、葉緑体運動誘導機構の解明のための比較実験を行う。

  9. イネ科葉肉組織の葉緑体配置と二酸化炭素の関係の三次元形態観察による解明

    2019年4月 - 2022年3月

    科学研究費補助金  若手研究、課題番号:19K15823

    大井 崇生

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    担当区分:研究代表者 

  10. 東南アジアにおけるイネオレンジ葉ファイトプラズマ病の発生拡大メカニズム(分担:ROLP感染葉の切片作成と電子顕微鏡観察)

    2018年 - 2022年

    日本学術振興会学研究費助成事業  国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B)) 

    千葉壮太郎

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  11. C4光合成細胞におけるオルガネラの三次元配置とその配置形成機構の解明

    研究課題/研究課題番号:17H03757  2017年4月 - 2020年3月

    谷口 光隆

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    担当区分:研究分担者 

    C4植物の2種の光合成細胞である葉肉細胞と維管束鞘細胞内のオルガネラ配置は異なっており,代謝経路と密接に関わっている。本研究では,このオルガネラ配置の分子機構と生理的意義の解明を目的として研究を行い,以下の成果を得た。(1)イネ科植物の維管束鞘細胞内の葉緑体の配置と形状を三次元的に理解できるようになった。(2)凝集運動に伴う葉肉葉緑体の細胞内配置と形態の三次元的な変化を明らかにした。(3)C4植物の進化過程のどの段階で葉肉葉緑体の凝集運動が獲得されたかを明らかにした。(4)NAD-ME型C4植物の維管束鞘葉緑体におけるRubiscoとデンプンの対極的な偏在を明らかにした。
    近年,C4光合成の基盤となるオルガネラ配置の実態が明らかになってきた。本研究では,今まで我々が取り組んできたC4植物の細胞特異的オルガネラ配置・運動を対象とした解析を行い,光合成細胞におけるオルガネラ配置の分子機構と生理的意義の解明を目指す。本研究を達成することで,代謝機能を支えるオルガネラ配置機構の解明といった作物生理学への貢献と,光合成機能やストレス耐性機能を向上させて作物生産能を改良するための分子基盤を提供できると考えている。

  12. C4光合成細胞におけるオルガネラの三次元配置とその配置形成機構の解明(分担:電子顕微鏡解析)

    2017年 - 2020年

    日本学術振興会学研究費助成事業  基盤研究(B) 

    谷口光隆

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    担当区分:研究分担者  資金種別:競争的資金

  13. アスパラギン酸輸送を介したC4光合成回路のクロストーク

    研究課題/研究課題番号:16K14835  2016年4月 - 2018年3月

    谷口 光隆

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    担当区分:その他 

    本研究では,NADP-ME型C4回路とPCK型C4回路間のアスパラギン酸を介したクロストークの詳細を明らかにすることを目的とする。NADP-ME型C4植物のソルガムやエノコログサでは,葉組織中のPCK酵素活性が低く,葉緑体へのリンゴ酸輸送はアスパラギン酸により促進されなかった。よって,トウモロコシなどのPCK型回路をもつNADP-ME型C4植物において,リンゴ酸輸送が関わるC4回路の協調機構が確立されてきたと推察される。また,PCK酵素活性が顕著に高いイネ科ヒエ属NADP-ME型C4植物4種類を見出し,両C4回路の連携を明らかにするための格好の材料となることが期待された。

  14. イネ科塩腺における分化過程での形態変化および塩ストレスに応じた分化シグナルの解明

    2015年 - 2016年

    科学研究費補助金  研究活動スタート支援

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    担当区分:研究代表者 

  15. イネ科二細胞性塩腺の形態と塩排出メカニズムの解明

    2014年4月 - 2014年11月

    科学研究費補助金 

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    担当区分:研究代表者 

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担当経験のある科目 (本学以外) 1

  1. ⽣物試料電顕観察の基礎から応⽤

    2019年11月

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    科目区分:大学院専門科目 

 

社会貢献活動 1

  1. 塩水でも育つアフリカヒゲシバから耐塩性機構を学ぶ

    役割:コメンテーター, 寄稿

    東海国立大学機構  環境報告書2022