2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of molecular mechanism on photosynthesis-dependent chloroplast movmement
Publicly Offered Research
| Project Area | New Photosynthesis : Reoptimization of the solar energy conversion system |
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| Project/Area Number |
19H04729
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
後藤 栄治 九州大学, 農学研究院, 助教 (90614256)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 葉緑体運動 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光合成の場である葉緑体は、光合成効率の最適化のために周囲の光環境に応じて細胞内の局在を変える（葉緑体光定位運動）。葉緑体光定位運動は、青色光受容体であるフォトトロピンによって誘導される。最近申請者は、野外の様々な自然環境下で生育する120種以上の植物種の解析により、新規の細胞内葉緑体局在パターンを見出した。この解析結果から、フォトトロピンが誘導する反応（以下、フォトトロピン依存の葉緑体運動と記す）とは独立に、光合成依存的に誘導される葉緑体局在反応（以下、光合成依存の葉緑体運動と記す）があることを発見した。しかし、光合成依存の葉緑体運動のメカニズムについては全く知見がないため、本研究ではこの分子機構の解明を目的とし、光合成反応によるシグナル発信から葉緑体運動に至るまでのシグナル伝達機構について研究を行ってきた。光合成反応によるシグナル発信から葉緑体運動が駆動される際のシグナル源を同定するために、光合成産物のなかで局在変化に関与するものがあるかを調べた。有機化合物や糖などの濃度勾配をつけた培地を用いて葉緑体運動の観察を行ったが、調べた限り光合成依存の葉緑体運動に関するものはなかった。光合成依存の葉緑体運動に関与する因子を、変異体スクリーニングにより順遺伝学的に同定するために、フォトトロピン欠損変異株に突然変異を誘起した変異集団から、光合成依存の葉緑体局在に異常を示す変異株を２系統単離できた。来年度、原因遺伝子を同定する予定である。さらに、フォトトロピン依存の葉緑体運動を制御する因子が光合成依存の葉緑体運動にも関与するかを調べるた結果、フォトトロピン依存の葉緑体運動と光合成依存の葉緑体運動に共通して関与する因子が１つだけあったため、因子がどのように関与するか来年度詳細に調べていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、順遺伝学的解析により候補変異株がえられている。また、フォトトロピン依存の葉緑体運動と光合成依存の葉緑体運動に共通して関与する因子を見出すことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
スクリーニングで単離された変異株の原因遺伝子の同定を行い、順遺伝学的手法により、光合成依存の葉緑体運動に関与する因子を明らかにする。さらに、フォトトロピン依存の葉緑体運動と光合成依存の葉緑体運動に共通して関与する因子の機能解析を通して、光合成依存の葉緑体運動とフォトトロピン依存の葉緑体運動のクロストークについても明らかにしていく。
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