AKTER FAHMIDA,

English

Okayama University Scientific Achievement Repository

氏    名 FAHMIDA AKTER 授与した学位 博 士 専攻分野の名称 学 術 学位授与番号 博甲第 ６７２９ 号 学位授与の日付 ２０２２年 ９月 ２２日 学位授与の要件 環境生命科学研究科 農生命科学専攻  （学位規則第４条第１項該当） 学位論文の題目 Involvement of reactive carbonyl species in salicylic acid-induced stomatal closure （サリチル酸誘導気孔閉口における活性カルボニル種の関与） 論文審査委員 教授 清田 洋正  教授 村田 芳行    教授 中村 宜督   准教授 宗正 晋太郎 学位論文内容の要旨 Introduction: Salicylic acid (SA) is a phenolic defense hormone that regulates various plant physiological processes and confers drought tolerance in plants. An increased level of SA induces stomatal closure to prevent the invasion of pathogens through the aperture. SA-induced stomatal closure is accompanied by peroxidase-mediated extracellular reactive oxygen species (ROS) production and intracellular ROS accumulation. The accumulated ROS oxidizes lipids, resulting in production of reactive compounds. Aldehydes and ketones containing α,β-unsaturated carbonyl structure are termed as reactive carbonyl species (RCS). Overaccumulated RCS like ROS impairs growth of plants because of its toxicity. Glutathione (GSH) is an essential metabolite that regulates plants growth, development, defense systems, signaling mechanisms, and gene expression in plants and also can react with electrophiles including RCS. The involvement of RCS and GSH in SA-induced stomatal closure is still unknown. Methods and objectives: I investigated the involvement of RCS in SA-induced stomatal closure using Arabidopsis thaliana ecotype (Columbia-0), wild-type tobacco (Nicotiana tabacum) (WT), and transgenic tobacco overexpressing Arabidopsis (A. thaliana) alkenal reductase (AER-OE) and also scavengers of RCS. Results and discussion: Chapter 2: Salicylic acid significantly increased RCS production in guard cells of Arabidopsis. Application of SA significantly induced stomatal closure. Application of RCS scavengers, carnosine and pyridoxamine, inhibited SA-induced stomatal closure. These results indicate that RCS is involved in SA-induced stomatal closure in A. thaliana. Chapter 3: Salicylic acid significantly increased RCS production in guard cells of wild type tobacco (WT). Application of SA significantly induced stomatal closure in WT but not in the AER-OE. Overexpression of the RCS scavenging enzyme 2-alkenal reductase (AER) inhibited SA-induced stomatal closure and RCS accumulation. These results indicate that RCS mediates SA signaling in guard cells. Chapter 4: Application of SA decreased stomatal apertures with decreasing intracellular GSH level in guard cells. Decreasing GSH by the cad2-1 mutation and by a GSH-decreasing chemical, 1-chloro-2,4-dinitrobenzene, enhanced the SA-induced stomatal closure. Glutathione monoethyl ester restored the GSH level in the cad2-1 guard cells and complemented the stomatal phenotype of the mutant. I concluded that GSH negatively modulates SA-induced stomatal closure.  論文審査結果の要旨 陸上植物の表皮に存在する気孔は，水の蒸散や二酸化炭素の取込みを媒介する重要な小孔である。種々のストレスによって誘導される気孔閉口は，孔辺細胞内の信号伝達経路によって厳密に制御されている。植物の本論文は，サリチル酸誘導気孔閉口に着目し，その信号伝達経路における活性カルボニル種の関与を明らかにしようとしたものである。 シロイヌナズナを材料として，孔辺細胞のサリチル酸に対する応答を解析した。 サリチル酸は，孔辺細胞において活性カルボニル種を生成し，気孔閉口を誘導することを明らかにした。また，孔辺細胞内グルタチオンが，活性カルボニル種の消去を介して，サリチル酸誘導気孔閉口を負に制御していることを明らかにした。  本研究内容は，学術的な価値のみならず，気孔運動に着目した植物生産制御のための技術の基礎となるものである。従って，本審査委員会は本論文が博士（学術）の学位論文に値すると判断した。 

サリチル酸誘導気孔閉口における活性カルボニル種の関与

https://ousar.lib.okayama-u.ac.jp/files/public/6/64095/20221219105210773116/K0006729_abstract_review.pdf

サリチル酸誘導気孔閉口における活性カルボニル種の関与

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Okayama University Scientific Achievement Repository