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高等植物におけるタイプBモノガラクトシルジアシルグリセロール合成酵素の機能

Research Project

Project/Area Number 04J04675
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field 植物生理・分子
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

小林 康一  東京工業大学, 大学院生命理工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2004 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2006: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2005: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords生体膜 / 糖脂質 / リン脂質 / リン欠乏 / MGDG合成酵素 / オーキシン / サイトカイニン / リン酸シグナル
Research Abstract

高等植物の葉緑体では、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロールがチラコイド膜脂質の約80%を占めており、光合成膜構築において極めて重要な脂質となっている。さらに近年、これらの糖脂質がリン欠乏時に多量に合成され、細胞膜やミトコンドリア膜に局在することでリン脂質の減少を補っていることが明らかとなった。このようなリン欠乏時に見られるリン脂質から糖脂質への転換は、植物がリン欠乏に対応するための適応機構の一つと考えられるが、その重要性はまだ良く分かっていなかった。そこで本研究では、リン欠乏応答性のtypeB MGDG合成酵素遺伝子の変異体解析を行うことで、リン欠乏時における膜脂質転換機構の重要性を明らかにすることを目的とした。
T-DNA挿入変異体の探索によって、typeB MGDG合成酵素遺伝子であるMGD2,MGD3のノックアウト変異体、mgd2-1およびmgd3-1の単離に成功した。また、これらの変異体の掛け合せにより、mgd2mgd3二重変異体を得た。これらの変異体における脂質解析の結果、リン欠乏時に起こる糖脂質の増加には、特に、MGD3が重要であることが分かった。根においてその重要性は顕著であり、mgd2mgd3二重変異体ではリン欠乏によるガラクト脂質の増加がほとんど見られなかった。そこで、これらの変異体で見られたリン欠乏時の糖脂質代謝異常が、植物の生長にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、mgd2mgd3二重変異体では、重量の減少、根の伸長阻害、子葉での光合成活性の減少が観察された。これらの表現型はリン欠乏時にのみ見られたことから、、MTGD2/3はリン欠乏時の糖脂質の増加に特異的に寄与していると考えられる。さらにこれらの結果は、リン欠乏時に見られる膜脂質の質的転換が実際に植物の生長に重要であることを示している。

Report

(3 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2006 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Membrane lipid alteration during phosphate starvation is regulated by phosphate signaling and auxin/cytokinin cross-talk.2006

    • Author(s)
      Koichi Kobayashi, Tatsuru Masuda, Ken-ichiro Takamiya, Hiroyuki Ohta
    • Journal Title

      The Plant Journal 47

      Pages: 238-248

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 12-oxo-phytodienoic acid triggers expression of a distinct set of genes and plays a role in wound-induced gene expression in Arabidopsis.2005

    • Author(s)
      Nozomi Taki, Yuko Sasaki-Sekimoto, Takeshi Obayashi, Akihiro Kikuta, Koichi Kobayashi et al.
    • Journal Title

      Plant Physiology 139

      Pages: 1268-1283

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Arabidopsis TypeB Monogalactosyldiacylglycerol Synthase Genes Are Expressed during Pollen Tube Growth and Induced by Phosphate Starvation.2004

    • Author(s)
      Koichi Kobayashi, Koichiro Awai, Ken-ichiro Takamiya, Hiroyuki Ohta
    • Journal Title

      Plant Physiology 134

      Pages: 640-648

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] リン酸欠乏時における膜脂質合成系の代謝変動と植物ホルモンによる制御2004

    • Author(s)
      小林康一, 太田啓之
    • Journal Title

      日本農芸化学会誌 78

      Pages: 977-980

    • NAID

      10013654835

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2024-03-26  

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