• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

気孔細胞に特徴的な脂質代謝フラックスの生理学的意義の解明

Research Project

Project/Area Number 18K06293
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

祢宜 淳太郎  九州大学, 理学研究院, 准教授 (70529099)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords葉緑体脂質 / 気孔葉緑体 / 脂質代謝 / 気孔 / 脂質 / 葉緑体
Outline of Annual Research Achievements

孔辺細胞は葉緑体を持っているが、光合成機能に特化した葉肉細胞の葉緑体に比べ、その機能や形成メカニズムに関しては不明な点が多い。葉緑体のチラコイド膜に含まれる脂質は葉緑体形成に必須であり、色素体型と小胞体型の2つの脂質代謝経路を介して合成される。最近、シロイヌナズナの孔辺細胞特異的な葉緑体形成不全変異体gles1を用いた解析により、小胞体経路が気孔葉緑体形成及び気孔開閉応答に重要な役割を担うことが明らかになった(Negi et al., 2018)。しかし小胞体経路を介して合成される葉緑体脂質のうち、どの脂質分子種が気孔葉緑体の形成や機能に寄与しているのかはわかっていない。小胞体経路を主要合成経路とする葉緑体脂質として、ジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)が知られている。そこでDGDG合成を担う糖転移酵素DGD1の遺伝子を欠損した変異体dgd1を用いて、気孔葉緑体形成や気孔開閉応答への影響を調べた。その結果、dgd1変異体ではgles1変異体と同様、葉肉細胞の葉緑体のクロロフィル蛍光に大きな変化は見られないが、孔辺細胞の葉緑体のクロロフィル蛍光は減少していた。さらに、dgd1変異体は光やCO2に対する気孔開閉応答も阻害されていた。また、孔辺細胞の葉緑体は、葉肉細胞の葉緑体と比較して膜の脂質組成が異なりDGDGの割合が高いことがわかった。以上の結果より、小胞体経路優位な脂質代謝バランスをもつ気孔において、DGDGが気孔葉緑体形成及び気孔開閉応答に中心的な役割を果たしていることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまで、孔辺細胞が小胞体を介した脂質代謝経路を発達させた生理学的意義は不明であったが、主に小胞体経路から合成される葉緑体脂質DGDGが気孔の葉緑体形成および気孔の開閉応答に欠かせないことを示した。孔辺細胞における小胞体経路の重要性を示す一例になると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

葉緑体脂質DGDGが気孔葉緑体の膜構造を特徴づける役割を持っている可能性を検証するため、野生型およびdgd1変異体のチラコイド膜構造を電子顕微鏡観察により明らかにする。

Report

(4 results)
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(44 results)

All 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (3 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (31 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Invited: 4 results) Remarks (3 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] Two independent cis‐acting elements are required for the guard cell‐specific expression of SCAP1, which is essential for late stomatal development2022

    • Author(s)
      Moriwaki Kosuke、Yanagisawa Shuichi、Iba Koh、Negi Juntaro
    • Journal Title

      The Plant Journal

      Volume: -

    • DOI

      10.1111/tpj.15679

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cuticle permeability is an important parameter for the trade-off strategy between drought tolerance and CO2 uptake in land plants2021

    • Author(s)
      Monda Keina、Mabuchi Atsushi、Negi Juntaro、Iba Koh
    • Journal Title

      Plant Signaling & Behavior

      Volume: 16 Pages: 1908692-1908692

    • DOI

      10.1080/15592324.2021.1908692

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Endoplasmic Reticulum Pathway for Membrane Lipid Synthesis Has a Significant Contribution toward Shoot Removal-Induced Root Chloroplast Development in Arabidopsis2021

    • Author(s)
      Obata Tomoki、Kobayashi Koichi、Tadakuma Ryosuke、Akasaka Taiki、Iba Koh、Negi Juntaro
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: - Pages: 494-501

    • DOI

      10.1093/pcp/pcab009

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 気孔細胞に存在する葉緑体の成り立ちとその機能2021

    • Author(s)
      祢冝淳太郎・小畑智暉・宋普錫
    • Journal Title

      植物科学の最前線(BSJ-Review)

      Volume: 12

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increased Cuticle Permeability Caused by a New Allele of ACETYL-COA CARBOXYLASE1 Enhances CO2 Uptake2020

    • Author(s)
      Monda Keina、Mabuchi Atsushi、Takahashi Sho、Negi Juntaro、Tohmori Ryoma、Terashima Ichiro、Yamori Wataru、Iba Koh
    • Journal Title

      Plant Physiology

      Volume: 184 Pages: 1917-1926

    • DOI

      10.1104/pp.20.00978

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of S-type anion channels in disease resistance against an oomycete pathogen in Arabidopsis seedlings2018

    • Author(s)
      Kurusu Takamitsu、Mitsuka Daiki、Yagi Chikako、Kitahata Nobutaka、Tsutsui Tomokazu、Ueda Takashi、Yamamoto Yoshiko、Negi Juntaro、Iba Koh、Betsuyaku Shigeyuki、Kuchitsu Kazuyuki
    • Journal Title

      Commun. Integr. Biol.

      Volume: 11 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1080/19420889.2018.1495007

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Eukaryotic lipid metabolic pathway is essential for functional chloroplasts and CO2 and light responses in Arabidopsis guard cells.2018

    • Author(s)
      Negi, J., Munemasa, S., Song, B., Tadakuma, R., Fujita, M., Azoulay-Shemer, T., Engineer, C. B., Kusumi, K., Nishida, I., Schroeder, J. I. and Iba, K.
    • Journal Title

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

      Volume: 115 Pages: 9038-9043

    • DOI

      10.1073/pnas.1810458115

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] CO2高感受性を示すシロイヌナズナ野生系統の単離とその表現型解析2022

    • Author(s)
      秀野 智紀, 中江 聡子, 東馬場 徳, 馬渕 敦士, 祢冝 淳太郎, 射場 厚, 門田 慧奈
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アブシシン酸非依存的にCO2誘導性の気孔閉鎖能が低下した新規変異体の単離2022

    • Author(s)
      中江 聡子,秀野 智紀,東馬場 徳, 馬渕 敦士, 祢冝 淳太郎, 射場 厚, 門田 慧奈
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの気孔無傷葉緑体単離法の確立と気孔葉緑体特異的タンパク質の探索2022

    • Author(s)
      宋 普錫, 山柿 将, 西村 さくら, 成松 丈, 射場 厚, 祢冝 淳太郎
    • Organizer
      第63回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体脂質DGDGは気孔葉緑体形成及び気孔開閉応答に必須である2021

    • Author(s)
      西村 さくら, 小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第70回 九州沖縄植物学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Identification of two independent cis-acting elements required for the guard cell-specific expression of SCAP1, which is essential for late stomatal development2021

    • Author(s)
      Kosuke Moriwaki, Shuichi Yanagisawa, Koh Iba and Juntaro Negi
    • Organizer
      ICAR2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The ER pathway for membrane lipid synthesis has an important role in shoot removal-induced root chloroplast development in Arabidopsis2021

    • Author(s)
      Obata Tomoki、Kobayashi Koichi、Tadakuma Ryosuke、Akasaka Taiki、Iba Koh、Negi Juntaro
    • Organizer
      ICAR2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] シロイヌナズナの気孔葉緑体および気孔開閉応答には葉緑体脂質DGDGが重要である2021

    • Author(s)
      西村 さくら, 小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 気孔機能化因子SCAP1の気孔特異的な発現に必要な2つの独立した新規シスエレメントの同定2021

    • Author(s)
      森脇 宏介, 柳澤 修一, 射場 厚, 祢冝 淳太郎
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 地上部切除により誘導される根細胞での葉緑体の発達には小胞体からの脂質供給が欠かせない2021

    • Author(s)
      小畑 智暉、小林 康一、多田隈 遼亮、赤坂 泰輝、射場 厚、袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 気孔の成熟化を担うDof転写因子SCAP1の気孔特異的な発現に必要な2つの新規シスエレメント2021

    • Author(s)
      森脇 宏介, 柳澤 修一, 射場 厚, 祢冝 淳太郎
    • Organizer
      第62回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 植物の気孔細胞が持つ特徴的な脂質代謝バランス2020

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎
    • Organizer
      脂質生化学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Dominant role of ER lipid pathway for shoot-removal induced root chloroplast development in Arabidopsis2020

    • Author(s)
      Tomoki Obata, Ryosuke Tadakuma, Taiki Akasaka, Koichi Kobayashi, Koh Iba and Juntaro Negi
    • Organizer
      ASPB2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 気孔細胞に存在する葉緑体の成り立ちとその機能2020

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 極限低窒素適応形質の接木によるシロイヌナズナエコタイプ間移動2020

    • Author(s)
      馬渕 敦士,門田 慧奈,野田 口 理孝,筒井 大貴,櫻庭 康 仁,祢冝 淳太郎,阿部 光知,田口 理孝,土 春菜,竹田 篤, 柳澤 修一,射場 厚
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 孔辺細胞に存在する謎多き葉緑体の成り立ち2020

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎
    • Organizer
      第61回 日本植物生理学会 (シンポジウム)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 気孔の環境応答及び形成メカニズムの研究2020

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎
    • Organizer
      第61回 日本植物生理学会 (受賞講演)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 根細胞での葉緑体形成において小胞体型優位な脂質代謝バランスが重要である2020

    • Author(s)
      小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 赤坂 泰輝, 小林 康一, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第61回 日本植物生理学会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Guard cell chloroplasts develop a unique lipid metabolism essential for CO2 and light responses2019

    • Author(s)
      Juntaro Negi, Boseok Song, Sho Yamagaki, Koh Iba
    • Organizer
      KEYSTONE SYMPOSIA (Climate Change-Linked Stress Tolerance in Plants)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 地上部切除による根細胞での葉緑体形成誘導において小胞体からの脂質供給は必須である2019

    • Author(s)
      小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 小林 康一, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      九州沖縄植物学会(三学会合同長崎大会)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] シロイヌナズナの気孔葉緑体形成不全変異体の単離と表現型解析2019

    • Author(s)
      山柿 将, 宋 普錫, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      九州沖縄植物学会(三学会合同長崎大会)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 地上部切除による根細胞での葉緑体形成誘導において小胞体経路で生成される脂質は 必須である2019

    • Author(s)
      小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 小林 康一, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      日本植物学会 第83回大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 根細胞では小胞体を介した脂質合成経路が発達しており葉緑体形成に必須である2019

    • Author(s)
      小畑 智暉, 多田隈 遼亮, 小林 康一, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第32回 植物脂質シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 孔辺細胞葉緑体の特異な機能と脂質代謝バランス2019

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎
    • Organizer
      第21回植物オルガネラワークショップ
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 蛍光顕微鏡を用いて単離した気孔葉緑体形成不全シロイヌナズナ変異体の表現型解析2019

    • Author(s)
      宋 普錫, 山柿 将, 射場 厚, 袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 葉緑体包膜脂質輸送体を欠損したシロイヌナズナ変異体gles1を用いた根細胞における葉緑体形成誘導の解析2019

    • Author(s)
      小畑 智暉、多田隈 遼亮、小林 康一、射場 厚、袮冝 淳太郎
    • Organizer
      第60回日本植物生理学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Eukaryotic lipid metabolic pathway is essential for functional chloroplasts and CO2 and light responses in stomatal guard cells2018

    • Author(s)
      Juntaro Negi, Shintaro Munemasa, Boseok Song, Ryosuke Tadakuma, Mayumi Fujita, Tamar Azoulay-Shemer, Cawas B. Engineer, Kensuke Kusumi, Ikuo Nishida, Julian I. Schroeder and Koh Iba
    • Organizer
      International Conference on Arabidopsis Research (ICAR 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Isolation and characterization of the guard-cell-specific achlorophyllous mutants in Arabidopsis2018

    • Author(s)
      Boseok Song, Sho Yamagaki, Koh Iba, Juntaro Negi
    • Organizer
      International Conference on Arabidopsis Research (ICAR 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Stomatal Guard Cells Exhibit a Unique Lipid Metabolism Essential for Functional Chloroplasts to Sense CO2 and Light Signals2018

    • Author(s)
      Juntaro Negi, Shintaro Munemasa, Boseok Song, Ryosuke Tadakuma, Mayumi Fujita, Tamar Azoulay-Shemer, Cawas B. Engineer, Kensuke Kusumi, Ikuo Nishida, Julian I. Schroeder and Koh Iba
    • Organizer
      International Symposium on Plant Lipids (ISPL 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enhancement of the “Prokaryotic” Lipid Metabolic Pathway rescues the Achlorophyllous Stomata Phenotype of Arabidopsis gles1 Mutants2018

    • Author(s)
      Ryosuke Tadakuma, Ikuo Nishida, Koh Iba and Juntaro Negi
    • Organizer
      International Symposium on Plant Lipids (ISPL 2018)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 真核型の脂質代謝経路は気孔の葉緑体形成 および気孔開閉応答に必須である2018

    • Author(s)
      祢冝 淳太郎, 宗正 晋太郎, 宋 普錫, 多田隈 遼亮, 楠見 健介, 西田 生郎, Julian Schroeder, 射場 厚
    • Organizer
      植物脂質シンポジウム
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 蛍光顕微鏡を用いた気孔葉緑体形成不全変異体の単離2018

    • Author(s)
      宋 普錫,山柿 将,射場 厚,袮冝 淳太郎
    • Organizer
      日本植物学会第82回大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/

    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/

    • Related Report
      2018 Research-status Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2022-12-28  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi