人類を含むすべての生物にとって植物は不可欠な存在です。植物は食料や建築材として利用されるだけでなく、様々な有用成分を含んでおり、さらに大気から二酸化炭素を吸収することで温暖化を抑える重要な役割を担っています。本研究分野では、植物の生理生態や環境応答、植物･昆虫間の相互作用、有用植物の活用について、その機構や機能を個体レベルから分子レベルで理解することにより、植物の機能を向上させ、環境問題の解決を目指します。

研究・教育

　大気中の二酸化炭素増加による地球温暖化、都市化によるヒートアイランド現象、農薬の過剰な使用による環境汚染は、いずれも解決しなければならない重要な環境問題です。わたしたちの研究室では、植物の光合成のはたらきを向上させるための生理的メカニズムの解明や、植物に含まれており害虫防除につながる有用物質産生の分子メカニズムの解明などにとりくんでいます。このような基礎研究の成果を、植物個体の生産性の向上や、植物由来の有用物質生産、総合的害虫防除システムの構築など、自然環境の保全や安全な食作りなどの応用に結びつけるための教育研究を行っています。こうした教育研究への取り組みを通して、環境問題の解決を目指すことのできる実践的研究能力をもった研究者や高度技術者の養成を目指しています。

研究課題

1. ヒートアイランド化の抑制を目指した都市緑化樹木の光合成機能向上
2. 宇宙環境・冠水などの環境ストレスに対する植物の成長・光合成応答
3. 病害虫に対する植物の防御に関わる遺伝子の探索

業績

1. Savadogo, E.H., Shiomi, Y., Yasuda, J., Akino, T., Yamaguchi, M., Yoshida, H., Umegawachi, T., Tanaka, R., Suong, D.N.A., Miura, K., Yazaki, K., Kitajima, S. (2021) Gene expression of PLAT and ATS3 proteins increases plant resistance to insects. Planta 253 (2), art. no. 37. DOI: 10.1007/s00425-020-03530-y

2. Munakata, R., Kitajima, S., Nuttens, A., Tatsumi, K., Takemura, T., Ichino, T., Galati, G., Vautrin, S., Bergès, H., Grosjean, J., Bourgaud, F., Sugiyama, A., Hehn, A., Yazaki, K. (2020) Convergent evolution of the UbiA prenyltransferase family underlies the independent acquisition of furanocoumarins in plants. New Phytologist 225 (5), pp. 2166-2182. DOI: 10.1111/nph.16277

3. Kitajima, S., Miura, K., Yasuda, J. (2020) Radish sprouts as an efficient and rapidly available host for an agroinfiltration-based transient gene expression system. Plant Biotechnology 37 (1), pp. 89-92. DOI: 10.5511/plantbiotechnology.19.1216a

4. Ikenaga, M., Tachibana, Y., Kitajima, S. (2020) Curing of Urushi under basic pH conditions by a dual enzyme system. Progress in Organic Coatings 138, art. no. 105429. DOI: 10.1016/j.porgcoat.2019.105429

5. Kitajima, S., Aoki, W., Shibata, D., Nakajima, D., Sakurai, N., Yazaki, K., Munakata, R., Taira, T., Kobayashi, M., Aburaya, S., Savadogo, E.H., Hibino, S., Yano, H. (2018) Comparative multi-omics analysis reveals diverse latex-based defense strategies against pests among latex-producing organs of the fig tree (Ficus carica). Planta 247 (6), pp. 1423-1438. DOI: 10.1007/s00425-018-2880-3

6. Mayu Matsumoto, Takashi Kiyomizu, Saya Yamagishi, Tomomitsu Kinoshita, Luisa Kumpitsch, Atsushi Kume, and Yuko T. Hanba (2022) Responses of photosynthesis and long-term water use efficiency to ambient air pollution in urban roadside trees. Urban Ecosystems In press. DOI:10.1007/s11252-022-01212-z

7. Ryo Murakami, Ryo Ushima, Ryoma Sugimoto, Daisuke Tamaoki, Ichirou Karahara, Yuko Hanba, Tatsuya Wakasugi, and Tsutomu Tsuchida (2021) A new galling insect model enhances photosynthetic activity in an obligate holoparasitic plant. Scientific Reports volume 11, Article number: 13013. https://doi.org/10.1038/s41598-021-92417-3

8. Tomomitsu Kinoshita, Atsushi Kume, and Yuko T. Hanba (2020) Seasonal variations in photosynthetic functions of the urban landscape tree species Gingko biloba: photoperiod is a key trait. Trees 35:273-285

9. Keisuke Sasaki, Yuuki ida, Sakihito Kitajima, Tetsu Kawazu, Takashi Hibino,Yuko T. Hanba (2019) Overexpressing the HD-Zip class II transcription factor EcHB1 from Eucalyptus camaldulensis increased the leaf photosynthesis and drought tolerance of Eucalyptus. Scientific Reports volume 9, Article number: 14121

10. Tosens T, Nishida K, Gago J, Coopman RE, Cabrera HM, Carriquí M, Laanisto L, Morales L, Nadal M, Rojas R, Talts E, Tomas M, Hanba YT, Niinemets Ü, Flexas J (2016) The photosynthetic capacity in 35 ferns and fern allies: mesophyll CO2 diffusion as a key trait. New Phytologist 209(4):1576-1590

＜受賞＞

1. Takemura, K., Kamachi, H., Kume, A., Fujita, T., Karahara, I., Hanba, YT. (2017) A hypergravity environment increases chloroplast size, photosynthesis, and plant growth in the moss Physcomitrella patens. 日本植物学会JPR論文賞 2018 

＜著書＞

1. 半場祐子 (2021) 都市の大気汚染と街路樹ー炭素安定同位体によるストレス診断ー. 陀安一郎・申基澈　編　同位体環境学がえがく世界　2021年版 PP.125-127 ISBN 978-4-906888-84-9

2. 高橋良和・塩尻かおり・駒井章治・中村征樹・半場祐子 (2021) 単純化しすぎた世界：科学のプロフェッショナリズムがもたらす期待と脅威. 京都大学　学術融合教育研究推進センター　対話型学術誌 といとうとい2021 vol.0. ISBN978-4-908679-09-4-C0037

3. 藤田知道・久米篤・蒲池浩之・小野田雄介・半場祐子・日渡祐二・唐原一郎 (2020) 1gとは異なる重力環境で植物はどのように育つのだろうか －コケ植物を用いた宇宙実験(スペース・モス)から期待できること－. 植物科学の最前線 （BSJ-Review）　vol. 11:60-74 DOI: 10.24480/bsj-review.11a6.00178

4. 半場祐子 (2020) 安定同位体から見た森林樹木. 木本植物の生理生態 第8章. 小池孝良・北尾光俊・市栄智明・渡辺誠　編 共立出版

5. 半場祐子 (2016) 分担執筆；「同位体の利用」、「安定同位体生態学」 植物の百科事典 丸善

6. 半場祐子 (2015) 分担執筆；「同位体効果」 Web版 光合成辞典 日本光合成学会 http://photosyn.jp/pwiki/index.php?FrontPage

研究室