Studies on aluminum transporters from hydrangea

• Project/Area Number: 24380062
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Partial Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Bioproduction chemistry/Bioorganic chemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: YOSHIDA Kumi 名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90210690)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): NEGISHI Takashi 名古屋大学, 大学院情報科学研究科, 博士研究員 (60547529)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KAWAI Jun 独立行政法人理化学研究所, LSAシステム構築グループ, プロジェクトディレクター (30391923)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000); Fiscal Year 2014: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2013: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2012: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
• Keywords: アジサイ / アルミニウム / 液胞型輸送体 / アクアポリン / 酸性土壌耐性 / 細胞膜型輸送体 / アニオンパーミエース / Hydrangea macrophylla / anthoycanin / aluminum-tolerance / blue flower color / aluminum transporter / アルミニウム輸送 / アントシアニン / 花色変異 / 単一細胞分析 / アルミニウム集積 / 水チャネル

Outline of Final Research Achievements

Hydrangea is tolerant of acidic soils in which toxicity generally arises from the presence of the soluble aluminum (Al) ion. When hydrangea is cultivated in acidic soil, its resulting blue sepal color. The concentration of vacuolar Al in blue sepal cells can reach levels of approximately 15 mM, suggesting the existence of an Al-transport and/or storage system. We identified three transporter genes being responsible for Al hyperaccumulation; one vacuolar membrane-localized Al transporters genes HmVALT and two plasma membrane-localized ones, HmPALT1 and HmPALT2. HmVALT and HmPALT1 are both members of the aquaporin family, HmPALT belongs to anion permease family. The localization of each protein was confirmed. Immunoblotting results indicated that HmVALT and HmPALT2 are expressed all the tissues, but HmPALT2 was only in sepals. The overexpression of HmVALT in Arabidopsis thaliana conferred Al-tolerance and those of HmPALT1, 2 becomes Al-sensitive.

Research Products

• [Journal Article] Efficient and versatile synthesis of 5-O-acylquinic acids with a direct esterification using a p-methoxybenzyl quinate as a key intermediate (2014)
  • Author(s): Oyama, K-I., Watanabe, N., Yamada, T., Suzuki, M., Sekiguchi, Y., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 00 Issue: 20 Pages: 00-00
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.08.064
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structure of tecophilin, a tri-caffeoylanthocyanin from the blue petals of Tecophilaea cyanocrocus, and the mechanism of blue color development (2014)
  • Author(s): Mori, M., Ito, D., Miki, N., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Journal Title: Tetrahedron Volume: 70 Issue: 45 Pages: 8657-8664
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.09.046
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 色素としてのポリフェノール—化学と機能— (2014)
  • Author(s): 吉田久美
  • Journal Title: 日本ポリフェノール学会雑誌 Volume: 3 Pages: 20-30
  • NAID: 40020160846
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Plasma membrane-localized Al-transporter from blue hydrangea sepals is a member of the anion permease family. (2013)
  • Author(s): Negishi, T., Oshima, K., Hattori, M., Yoshida, K.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 18 Issue: 5 Pages: 341-352
  • DOI: 10.1111/gtc.12041
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The identification of a vacuolar iron transporter involved in the blue coloration of cornflower petals. (2013)
  • Author(s): Yoshida, K., Negishi, T.
  • Journal Title: Phytochemistry Volume: 94 Pages: 60-67
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2013.04.017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Tonoplast- and Plasma Membrane-localized Aquaporin-family Transporters in Blue Hydrangea Sepals of Aluminum Hyperaccumulating plant. (2012)
  • Author(s): Negishi, T., Oshima, K., Hattori, M., Kanai, M., Mano, Shoji, Nishimura, M., Yoshida, K.
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 7
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Chemical Studies of Nemophilin, a Metalloanthocyanin from Blue Petals of Nemophila menziesii. (2015)
  • Author(s): Tojo, K., Yamashita, K., Kitahara, S., Mori, M., Yoshidam K.
  • Organizer: The XXVII International Conference on Polyphenols & 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
  • Invited
• [Presentation] Synthesis of 3-deoxyanthocyanins. (2015)
  • Author(s): Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Anthocyanin Chemistry in Flower Color Development. (2015)
  • Author(s): Kondo, T., Oyama, K-I., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Synthetic Studies of Alkylated Flavonoids and their Transformation to the Corresponding Anthocyanidins. (2015)
  • Author(s): Kimura, Y., Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Studies on Biosynthetic Intermediate of Cyanidin 3-glucoside from Seed Coat of Black Soybean. (2015)
  • Author(s): Hayashi, E., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Study on Divergent Synthesis of Flavan-3-ol type Polyphenos Using Coumarin as a Building Block. (2015)
  • Author(s): Imai, S., Oyama, K-I., Watanabe, N., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Studies on Color Variation and Al-accumulation in Sepals of Hydrangea macrophylla. (2015)
  • Author(s): Tauchi, S., Ohara, T., Negishi, T., Yoshida, K.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] Synthesis of 5-O-Acylquinic Acids Involved in Blue Color Development of Hydrangea Sepals. (2015)
  • Author(s): Yamada, T., Oyama, K-I.
  • Organizer: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • Place of Presentation: Nagoya, Japan
  • Year and Date: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [Presentation] クマリンを合成素子とした3-oxykoaburageninの全合成 (2015)
  • Author(s): 今井祥平、尾山公一、渡邉紀之、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 未熟黒大豆種皮に含まれるflav-2-en-3-ol3-glucosideの単離とアントシアニンへの変換反応に関する研究 (2015)
  • Author(s): 林英美、吉田久美、近藤忠雄
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] 合成した助色素類を用いたアジサイ青色錯体の構造研究 (2015)
  • Author(s): 山田智美、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会2015年度大会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] アルキル化フラボノイド類の合成と色素増感太陽電池への応用 (2015)
  • Author(s): 木村友紀、尾山公一、若宮淳志、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第95春季年会2015
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [Presentation] アジサイのアルミニウム処理による組織のAl量と輸送体の発現量の変動 (2015)
  • Author(s): 田内翔子、大原健史、根岸孝至、津呂正人、吉田久美
  • Organizer: 第56回日本植物生理学会年会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [Presentation] Cheimstry of flower coloration by anthocyanins. (2014)
  • Author(s): Yoshida, K.: Cheimstry of flower coloration by anthocyanins.
  • Organizer: 29th Symposium on Natural Products
  • Place of Presentation: Kauhsiung, Taiwan
  • Year and Date: 2014-09-27 – 2014-09-28
  • Invited
• [Presentation] アジサイカルスの誘導と花色発現に関わる成分及び遺伝子の分析. (2014)
  • Author(s): 大原健史、津呂正人、吉田久美
  • Organizer: 園芸学会平成26年度春季大会
  • Place of Presentation: つくば
• [Presentation] 黒大豆に含まれるアントシアニン前駆体の単離と構造． (2014)
  • Author(s): 林英美、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第94回春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋、名古屋大学
• [Presentation] ネモフィラ青色花弁色素ネモフィリンの化学構造と発色． (2014)
  • Author(s): 東條謙祐、北原小容子、山下佳子、森美穂子、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第94回春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋、名古屋大学
• [Presentation] 3-O-メチル化フラボン類とアントシアニジン類の合成及び色素増感太陽電池への応用． (2014)
  • Author(s): 木村友紀、尾山公一、近藤忠雄、内田聡、若宮淳志、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第94回春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋、名古屋大学
• [Presentation] アジサイの青色発色に関わる液胞型アルミニウム輸送体の大量発現系の確立． (2014)
  • Author(s): 中林由香里、根岸孝至、鈴木博視、大嶋篤典、藤吉好則、吉田久美
  • Organizer: 日本植物生理学会2014年度年会
  • Place of Presentation: 富山,富山大学
• [Presentation] Synthesis of 3-O-mechilflavones and anthocyanidins, their application for dye-sensitized solar cells. (2014)
  • Author(s): Kimura, Y., Oyama, K-I., Kondo, T., Uchida, S., Wakamiya, A., Yoshida, K.
  • Organizer: Institute for Chemical Research International Symposium 2014 - The Science and Technology of Smart Materials -
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Metalloanthocyanin, a Self-assembled Supramolecular Metal-complex Pigment Found in Blue Flower Petals. (2014)
  • Author(s): Yoshida, K., Toujo, K., Mori, M., Oyama, K-I. Kondo, T.
  • Organizer: Institute for Chemical Research International Symposium 2014 - The Science and Technology of Smart Materials -
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] アジサイのアルミニウム集積と耐性に関わる輸送体遺伝子の取得と機能解明 (2013)
  • Author(s): 根岸孝至、大島健志朗、服部正平、金井雅武、真野昌二、西村幹夫、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会2013年度大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2013-03-27
• [Presentation] アントシアニンによる青色花色発現の仕組み-なぜ青いバラは咲かないのか- (2013)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 平成25年度植物系WG/RT合同研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Invited
• [Presentation] アントシアニンによる青色花色発現機構 (2013)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第50回植物化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Invited
• [Presentation] アントシアニンの化学構造と発色、安定性 (2013)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第3回日本アントシアニン研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Invited
• [Presentation] アジサイの組織培養カルスの誘導と成分． (2013)
  • Author(s): 大原健史、吉田久美、津呂正人
  • Organizer: 日本農芸化学会中部支部第168回例会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 花弁特異的プロモーターを用いたトランスポーターの制御による花きの分子育種． (2013)
  • Author(s): 小田桃子、猫橋茉莉、牧野治子、水野祐輔、吉田久美、星野敦、太田垣駿吾、松本省吾、白武勝裕
  • Organizer: 園芸学会平成25年度秋季大会
  • Place of Presentation: 盛岡
• [Presentation] カルコンおよびフラボンの11C-標識PETプローブ化． (2013)
  • Author(s): 後藤美樹、吉田久美、鈴木正昭、土居久志
  • Organizer: 第55回天然有機化合物討論会
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] Chemical structure of blue pigment occuring petals of Nemophila menziesii. (2013)
  • Author(s): Toujou, K., Kitahara, S., Yamashita, K., Mori, M., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Organizer: 7th International Workshop on Anthocyanins
  • Place of Presentation: Porto, Portugal
• [Presentation] 花弁特異的プロモーターを用いた液胞膜鉄イオン輸送体過剰発現トルコギキョウの作出． (2013)
  • Author(s): 小田桃子、猫橋茉莉、吉田久美、太田垣駿吾、松本省吾、白武勝裕
  • Organizer: 第31回日本植物細胞分子生物学会
  • Place of Presentation: 札幌
• [Presentation] 色素としてのポリフェノール -化学と機能- (2013)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第7回日本ポリフェノール学会年次大会
  • Place of Presentation: 府中市
  • Invited
• [Presentation] Involvement of vacuolar iron transporter in the blue petal color development of cornflower, Centaurea cyanus. (2013)
  • Author(s): Yoshida, K., Negishi, T.
  • Organizer: Nordic Natural Products Conference 2013
  • Place of Presentation: Turk, Finland
  • Invited
• [Presentation] Vacuolar and plasma-membrane localized Al-transporters in Hydrangea macrophylla. (2013)
  • Author(s): Yoshida, K., Negishi T., Oshima, K, Hattori, M., Kanai, M., Mano, S., Nishimura, M.
  • Organizer: International Workshop on Plant Membrane Biology 2013
  • Place of Presentation: Kurashiki, JAPAN
• [Presentation] 配糖化フラボノールから対応するアントシアニンへの変換とその関連体への誘導 (2013)
  • Author(s): 近藤忠雄、加藤亮、尾山公一、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会2013年度大会
  • Place of Presentation: 仙台
• [Presentation] 生物機能性を目指したアントシアニンの汎用的合成法の開拓 (2013)
  • Author(s): 尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会2013年度大会
  • Place of Presentation: 仙台(招待講演)
• [Presentation] ネモフィラ花弁の青色発色機構に関する化学的研究 (2013)
  • Author(s): 東條謙祐、北原小容子、山下佳子、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 草津
• [Presentation] 3-θ-メチル化ケルセチン類の合成とメチル化アントシアニジンへの効率的な変換 (2013)
  • Author(s): 木村友紀、加藤亮、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 草津
• [Presentation] クマリンを合成素子とするカテキン類の合成研究 (2013)
  • Author(s): 渡邉紀之、尾山公一、吉田久美
  • Organizer: 日本化学会第93春季年会
  • Place of Presentation: 草津
• [Presentation] Structure and Functions of Aluminium Transporters Isolated from Blue Hydrangea, Hydrangea macrophylla. (2013)
  • Author(s): Nakabayashi, Y., Negishi T., Suzuki, H., Fujiyoshi, Y., Oshima, K., Hattori, M., Kanai, M., Mano, S., Nishimura, M., Yoshida, K.
  • Organizer: Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
  • Place of Presentation: Nagoya, JAPAN
• [Presentation] アントシアニンによる青色花の発現機構とNMR (2012)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第38回NMRユーザーズミーティング
  • Place of Presentation: 大阪(招待講演)
  • Year and Date: 2012-12-04
• [Presentation] アントシアニンの光化学特性 (2012)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第49回植物化学シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京(招待講演)
  • Year and Date: 2012-11-15
• [Presentation] 5-θ-アシル化キナ酸類の実用的合成 (2012)
  • Author(s): 渡邊紀之、鈴木昌子、関口由起子、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会中部支部第165回例会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-10-27
• [Presentation] 青色アジサイのアルミニウム輸送遺伝子に関する研究 (2012)
  • Author(s): 根岸孝至、大島健志朗、服部正平、金井雅武、真野昌二、西村幹夫、吉田久美
  • Organizer: 日本農芸化学会中部支部第165回例会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2012-10-27
• [Presentation] アントシアニンによる青色花の発現機構とNMR (2012)
  • Author(s): 吉田久美
  • Organizer: 第38回NMRユーザーズミーティング
  • Place of Presentation: 東京(招待講演)
• [Presentation] アジサイの青色発色に関わるアルミニウム輸送体遺伝子の同定 (2012)
  • Author(s): 根岸孝至、吉田久美
  • Organizer: 植物色素研究会第24会集会
  • Place of Presentation: 熊本(招待講演)
• [Presentation] Dye-sensitized Solar Cells Using Simple and Complex Anthocyanins. (2012)
  • Author(s): Yoshida, K., Kimura, Y., Kondo, T., Uchida, S.
  • Organizer: The 7^<th> Aceanian conference on Dye-sensitized and Organic Solar Cells (DSC-OPV7)
  • Place of Presentation: Taipei, TAIWAN
• [Presentation] Efficient synthesis of acylquinic acids. (2012)
  • Author(s): Oyama, K., Watanabe, N., Kondo, T., Yoshida, K.
  • Organizer: XXVI International Conference on Polyphenols
  • Place of Presentation: Florence, ITALY
• [Presentation] Study on transformation reaction of flavonol to anthocyanidin by Clemmensen reduction followed by air oxidation. (2012)
  • Author(s): Kondo, T., Kato, R., Oyama, K., Yoshida, K.
  • Organizer: XXVI International Conference on Polyphenols
  • Place of Presentation: Florence, ITALY
• [Book] 色素「生物学辞典」(巌佐庸、倉谷滋、斎藤成也、塚谷裕一編) (2013)
  • Author(s): 吉田久美
  • Total Pages: 1
  • Publisher: 岩波書店
• [Book] Chemistry of Flavonoids in Color Development. In Recent Advances in Polyphenol Research, Volume 3. (Cheynier, V., Sami-Manchado, P. and Quideau, S. eds.) (2012)
  • Author(s): Yoshida, K., Oyama, K.and Kondo, T.
  • Total Pages: 31
  • Publisher: Wiley-Blackwell Publishing
• [Remarks] YOSHIDA LABORATORY - 名古屋大学
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/yoshida/
• [Remarks] Yoshida Laboratory
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/yoshida/
• [Remarks]
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20120830_is_pdf