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リポキシゲナーゼが担う植物の傷害ストレス受容・応答機構の解明

Research Project

Project/Area Number 17J06032
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Applied biochemistry
Research InstitutionYamaguchi University

Principal Investigator

望月 智史  山口大学, 創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsリポキシゲナーゼ / シロイヌナズナ / カルシウムイオン / 防御応答 / オキシリピン
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、植物リポキシゲナーゼ(LOX)による傷害刺激認識機構と、その刺激認識機構が植物の進化過程でいつ獲得されたのか、を解明することを目的としている。前年度までに、Ca2+キレート剤であるBAPTAを用いてみどりの香り(GLVs)やジャスモン酸前駆体(OPDA)を定量することで、シロイヌナズナLOX2の活性にCa2+が必須であることを証明した。しかしながら、GLVsやOPDAの観察ではLOX2の活性評価には間接的であったため、本年度はLOX2の活性をex vivoで評価することにした。Col-0を用いた実験により、LC-MS/MSによってLOX2の生成物であるモノガラクトシルジアシルグリセロール-ヒドロペルオキシド(MGDG-OOH)を3種類検出することに成功し、さらにMGDG-OOHの精製を行い定量系の確立をした。これに伴い、シロイヌナズナ葉を用いたex vivoでのLOX2の活性評価アッセイを確立した。シロイヌナズナ葉の脂質組成から、DGDGやSQDG、PGといった別の膜脂質も十分に検出できる量が存在するが、検出できたヒドロペルオキシド類はMGDG-OOHだけであった。そのため、シロイヌナズナLOX2はMGDG特異的に酸素添加を行っていることが示唆された。ヒドロペルオキシドリアーゼ(HPL)活性をもたないエコタイプであるCol-0はGLVs中間体であるMGDG-OOHを蓄積しており、その蓄積量はHPL活性をもつエコタイプのWs-1で検出されるGLVs量とほぼ等量であった。またBAPTA存在下における、Col-0で抑制されるMGDG-OOHと、Ws-1で抑制されるGLVsの生成量も同程度であり、MGDG-OOHがGLVsの中間体であることを初めて直接的に証明した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] How Do Plants Emit and Take in Volatile Organic Chemicals?: Simple Diffusion Does not Illustrate the Mechanisms.2018

    • Author(s)
      松井健二、望月智史
    • Journal Title

      KAGAKU TO SEIBUTSU

      Volume: 56 Issue: 2 Pages: 95-103

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.56.95

    • NAID

      130007563370

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • Year and Date
      2018-01-20
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Green leaf volatile-burst in Arabidopsis is governed by galactolipid oxygenation by a lipoxygenase that is under control of calcium ion2018

    • Author(s)
      Mochizuki Satoshi、Matsui Kenji
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 505 Issue: 3 Pages: 939-944

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.10.042

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plants distinctively control green leaf volatile and jasmonate pathways, but some pathogens spike the plans2017

    • Author(s)
      C.M.Mwenda, S.Mochizuki and K.Matsui
    • Journal Title

      Acta Horticulturae

      Volume: 1169 Issue: 1169 Pages: 119-127

    • DOI

      10.17660/actahortic.2017.1169.18

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Arabidopsis lipoxygenase 2 controlled by calcium ion catalyzes oxidation of galactolipid to induce green leaf volatile-burst2019

    • Author(s)
      Satoshi Mochizuki, Kenji Matsui
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2は、Ca2+制御によりガラクト糖脂質を酸化してみどりの香りバーストを引き起こす2018

    • Author(s)
      望月智史、松井健二
    • Organizer
      第31回植物脂質シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Calcium ion is involved in the activation of lipoxygenase 2 to induce green leaf volatile burst in Arabidopsis thaliana2018

    • Author(s)
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • Organizer
      Pyrethrum Workshop 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Calcium ion activates Arabidopsis lipoxygenase 2 to induce oxylipin-burst2018

    • Author(s)
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • Organizer
      The 23rd International Symposium on Plant Lipids
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] カルシウムイオンはシロイヌナズナリポキシゲナーゼ2活性化に関与し、オキシリピンバーストを引き起こす2018

    • Author(s)
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • Organizer
      日本農芸化学会中四国支部 第51回講演会(例会)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2はカルシウムイオン制御によりオキシリピンバーストを引き起こす2018

    • Author(s)
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • Organizer
      中国四国植物学会第75回山口大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Arabidopsis lipoxygenase 2 is activated by calcium ion to induce green leaf volatile burst2018

    • Author(s)
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • Organizer
      Gordon Research Conference Plant Volatiles
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2はカルシウムイオン制御によりオキシリピンバーストを引き起こす2018

    • Author(s)
      望月智史,肥塚崇男,松井健二
    • Organizer
      生物系三学会中国四国支部大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] シロイヌナズナみどりの香りバーストを支配するリポキシゲナーゼ2017

    • Author(s)
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • Organizer
      食品酵素化学研究会 第17回学術講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Arabidopsis lipoxygenase 2 is activated by calcium ion to induce green leaf volatile burst2017

    • Author(s)
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • Organizer
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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