Study on the sexual reproduction via an ethylene precursor pathway in the marine red alga Neopyropia yezoensis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15907
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 40040:Aquatic life science-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Uji Toshiki 北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (00760597)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 海苔 / スサビノリ / 植物ホルモン / リン脂質代謝 / シグナル伝達 / エピジェネティックス

Outline of Final Research Achievements

The study revealed that the signaling pathway of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC), a precursor of ethylene, a phytohormone that regulates sexual reproduction and oxidative stress response in the marine red alga Neopyropia yezoensis. ACC signaling is mediated by phospholipid metabolism via phospholipase D (PLD), which is involved in intracellular signal transduction, and that epigenetic regulation such as DNA methylation, and histone acetylation and methylation are important for ACC response. This is the first elucidation of the molecular mechanism of ACC response in seaweeds.

Free Research Field

海藻分子生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海藻類においては陸上植物で知られている幾つかの植物ホルモンが同定されているものの、それらの生理作用や応答機構は不明である。本研究において海苔の原料であるスサビノリの有性生殖やストレス応答を制御する植物ホルモンの分子機構の一端が明らかとなった。これらの知見は、不明な点が多い海藻の植物ホルモンの役割を理解する上で重要であると共に、海苔の品種作出のための有用な知見であると考えられる。