2022 Fiscal Year Annual Research Report
植物の葉緑体分化に果たす多様な脂質分子種の機能解明
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20K06691
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
小林 康一 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (40587945)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 葉緑体 / 脂質 / 植物 / シロイヌナズナ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光合成の電子伝達やATP合成はチラコイド膜において行われる。膜の基盤を作る脂質分子はチラコイド膜の形成や動態、機能に極めて重要であるが、多種多様な脂質分子がそれぞれ担う役割は明らかでない。本研究では、植物の葉緑体で合成される脂質や脂肪酸分子種の違いが、葉緑体前駆体の発達やそこからの葉緑体への分化過程にどのような影響を及ぼすのかを、シロイヌナズナの多種多様な脂質合成変異体の解析により明らかにすることを目的とする。今年度は、SQDG合成を完全に欠失したsqd1変異体と、PG合成を部分的に欠損したpgp1-1変異体の解析を引き続き行い、pgp1-1の単独変異体や二重変異体（sqd1 pgp1-1）の光形態形成時の葉緑体形成過程の解析を行った。その結果、クロロフィル合成はsqd1 pgp1-1二重変異体では大幅に遅延したが、光合成活性の上昇にはそれほど大きな影響は見られなかった。このことから、これらの葉緑体酸性脂質（PGとSQDG）は、葉緑体形成時のクロロフィル合成に特異的に関与する可能性が示された。sqd1 pgp1-1二重変異体において、クロロフィル合成に関わる遺伝子の発現はほとんど影響を受けていなかったことから、クロロフィル合成の反応に関わる部分に葉緑体酸性脂質が必要とされていると考えられる。
また、SQDG合成の変異に加え、ガラクト脂質の1つであるDGDG合成を欠損させた二重変異体dgd1 sqd1の単離に成功した。dgd1 sqd1では、光形態形成時のクロロフィル合成が大幅に低下するとともに、光合成活性も野生株と比較し強く影響を受けることが明らかとなった。これまでの解析では、SQDGは同じく酸性脂質であるPGに対する相補的な役割があるとされてきたが、非荷電性のDGDGの欠損時にもその脂質の減少を補う役割があることが明らかとなった。
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