2023 Fiscal Year Annual Research Report
可塑性に富むオオムギ光化学系の多様な鉄欠乏順応機構の解明
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20H02891
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture |
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Principal Investigator |
樋口 恭子 東京農業大学, 応用生物科学部, 教授 (60339091)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
齋藤 彰宏 東京農業大学, 応用生物科学部, 助教 (10610355)
栗田 圭輔 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究職 (10757925)
鈴井 伸郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 量子バイオ基盤研究部, 上席研究員 (20391287)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 光化学系 / 鉄 / オオムギ / QTL解析 / チラコイド膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）PIUE（光合成鉄利用効率）を指標としたQTL解析： 新研究棟の空調により精密な光合成速度の測定ができなくなったことについては、研究室内で対策を講じ、また最新型の光合成測定装置に切り替えることで解決した。安定してPIUEを計測できるようになり、改めてF2個体の解析に着手した。
（２）オオムギ光化学系の品種間差： エヒメハダカ１とサラブ１はどちらも鉄欠乏に強いが、鉄欠乏時にサラブ１はむしろ光化学系Iタンパク質の蓄積量を激減させるにもかかわらず光化学系Iの機能はエヒメハダカ１よりも維持していることが明らかになった。この差異に関わるサラブ１の特徴として、チラコイド膜タンパク質の比重の重い画分（鉄を大量に必要とする反応中心は少ない）に多くの鉄を保持していること、遊離のLhcb1タンパク質が多いことが明らかになった。一方、エヒメハダカ１では、光化学系Iと光化学系IIを含む新規の超複合体が鉄欠乏で特に増加することが分かった。
（３）オオムギ特有のアンテナタンパク質HvLhcb1.12の解析： 長期の鉄欠乏・強光条件ではLhcb1の発現が抑制されるが、中程度の光条件の鉄欠乏では形質転換体のLhcb1タンパク質量が増加することが分かった。しかし、過剰なLhcb1の蓄積は抑制されることが分かったため、イネ内生のLhcb1をゲノム編集でノックアウトする作業を進めている。イネのLhcb1は3コピーしかなく、塩基配列は極めて保存性が高いため、ゲノム編集後の第一世代で2コピーがホモで編集された変異体が得られている。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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