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2020 Fiscal Year Annual Research Report

葉緑体によるCa2+シグナル制御の新機構

Research Project

Project/Area Number 17H03968
Research InstitutionSetsunan University

Principal Investigator

椎名 隆  摂南大学, 農学部, 教授 (10206039)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 野村 裕也  岐阜女子大学, 家政学部, 准教授 (00547028)
熊崎 茂一  京都大学, 理学研究科, 准教授 (40293401)
石崎 陽子  摂南大学, 農学部, 助手 (50423869)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywordsカルシウム / 葉緑体 / ミトコンドリア / ROS / サリチル酸 / 機械受容チャネル
Outline of Annual Research Achievements

葉緑体ストロマのCa2+濃度は細胞質基質と同じく1μM以下の低いレベルに維持されており、環境変化に応答して一過的な変化をすることが知られている。また、細胞質Ca2+応答が葉緑体やミトコンドリアなどのオルガネラによって制御される可能性もある。本年度は、葉緑体ストロマCa2+濃度に対する植物ホルモンの影響を解析するとともに、ミトコンドリア局在機械受容チャネルMSL1に注目し、その機能解析をおこなった。
(1) ストロマのCa2+濃度は、塩や高浸透圧、低温ストレス、明暗変化、フラジェリンペプチド(flg22)などに応答して刺激特異的な一過的上昇をおこす。一方、各種植物ホルモンに対する応答はわかっていない。今回、サリチル酸がストロマCa2+濃度の長時間(10分以上)の上昇を引き起こすことを見出した。この応答はBAPTAやSHAMによって強く阻害されることから、細胞外からのCa2+流入やSHAM依存のペルオキシダーゼが関与する可能性が示唆された。
(2) ミトコンドリア内膜に局在する機械受容チャネルMSL1が細胞質Ca2+濃度制御や活性酸素種(ROS)制御に関わっている可能性を検討した。接触刺激、塩ストレス、flg22に対する細胞質Ca2+応答は、msl1-1ノッックアウト変異体および過剰発現体でWTとの違いは見られなかった。一方、msl1-1ノックアウト変異体では孔辺細胞細胞質のROS量が有意に低下していることを見出した。この結果は、ミトコンドリアのMSL1が細胞質ROSレベルの制御に関わっていることを示している。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Mass Production of Virus-Like Particles Using Chloroplast Genetic Engineering for Highly Immunogenic Oral Vaccine Against Fish Disease.2021

    • Author(s)
      Nakahira Y, Mizuno K, Yamashita H, Tsuchikura M, Takeuchi K, Shiina T, Kawakami H
    • Journal Title

      Front Plant Sci.

      Volume: 12 Pages: 717952

    • DOI

      10.3389/fpls.2021.717952

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Selective activation of chloroplast psbD light-responsive promoter and psaA/B promoter in transplastomic tobacco plants overexpressing Arabidopsis sigma factor AtSIG52020

    • Author(s)
      Mikio Nozoe, Yuichi Tsunoyama, Yoko Ishizaki, Yoichi Nakahira, Takashi Shiina
    • Journal Title

      Protein & Peptide Letters

      Volume: 27 Pages: 168-175

    • DOI

      10.2174/0929866526666191014130605.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] lastidial (p)ppGpp synthesis by the Ca2+-dependent Re;A-SpoT homolog regulates the adaptation of chloroplast gene expression to darkness in Arabidopsis.2020

    • Author(s)
      Ono, S., Suzuki, S., Ito, D., Tagawa, S., Shiina, T. and *Masuda, S.
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 61 Pages: 2077-2086

    • DOI

      10.1093/pcp/pcaa124.

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] シロイヌナズナの機械刺 激応答における活性酸素生成誘導2020

    • Author(s)
      田川 翔大,山岡 征矢,渡辺 拓也,豊田 正嗣,朽津 和幸, 椎名 隆
    • Organizer
      日本植物学会 第84回大会
  • [Presentation] Toxicodendron 属の葉緑体ゲノム塩基配列の解析と比較2020

    • Author(s)
      石崎 陽子,椎名 隆,北島 佐紀人
    • Organizer
      日本植物学会 第84回大会
  • [Book] Calcium transport elements in plants2021

    • Author(s)
      Nomura , H., Shiina, T.
    • Total Pages
      464
    • Publisher
      Elsevier
    • ISBN
      9780128217924

URL: 

Published: 2022-12-28  

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