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
| Project/Area Number |
18K06293
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
祢宜 淳太郎 九州大学, 理学研究院, 准教授 (70529099)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| 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)
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| Keywords | 脂質 / 葉緑体 / 気孔 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物の葉緑体の脂質合成経路には、色素体経路と小胞体経路の2つが知られている。葉緑体包膜に局在する脂質輸送体(TGD5)の欠損により小胞体経路が遮断されたシロイヌナズナ変異体gles1(green less stomata 1)では、葉肉細胞の葉緑体形成は正常だが、気孔細胞での葉緑体形成が損なわれる(Negi et al., 2018)。この変異体の脂質解析から、気孔細胞では色素体経路が退化しており、小胞体経路が葉緑体形成に中心的な役割を担っていることが明らかにした。本年度は「植物組織の細胞間で葉緑体脂質合成経路に違いがあるのではないか」という仮説を立て、地上部切除によって誘導される根の緑化（葉緑体形成）に着目し、この現象と根細胞の脂質合成経路との関係を調べた。根組織の脂質組成解析から、野生型の根細胞では気孔細胞と同じく小胞体経路が発達しており、gles1では、小胞体経路由来の葉緑体脂質含量が著しく減少していることが分かった。また、地上部切除によって誘導される根細胞での葉緑体形成は、gles1変異により強く阻害された。加えて、小胞体経路が阻害された他の変異体（TGD1、TGD2、TGD3のRNAi発現抑制系統）に関しても地上部切除後の根細胞での葉緑体形成は阻害されていた。さらに、根葉緑体微細構造の観察から、gles1では葉緑体の発達が阻害され、デンプン粒が小さくなっていることが確認された。これらの結果は、葉肉細胞とは異なり、根細胞における葉緑体形成も気孔細胞と同様、小胞体経路で生成する脂質に依存することを示している。
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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
植物組織の細胞間で葉緑体脂質合成経路が単一でないことを明らかにし、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ことを示したから。
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| Strategy for Future Research Activity |
気孔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る。気孔機能を果たす上で積極的な意味があるのかもしれない。そこで、①気孔細胞の脂質代謝を人為的に改変する②気孔機能に直結する脂質分子種を絞り込むという２つのアプローチから、気孔細胞が特徴的な脂質代謝を発達させた生理学的意義にせまりたい。
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Report
(2 results)
Research Products
(23 results)
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[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.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.
Volume: 115
Pages: 9038-9043
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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