気孔葉緑体シグナルの探索および新奇気孔葉緑体形成因子の機能解析

• 研究課題/領域番号: 15K18556
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 植物分子・生理科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 祢宜 淳太郎 九州大学, 理学研究院, 准教授 (70529099)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 気孔 / 葉緑体 / 脂質 / 脂質代謝 / CO2

研究成果の概要

孔辺細胞には葉緑体が存在するが、その機能や形成メカニズムに関しては不明な点が多い。そこで、葉肉細胞の葉緑体は正常だが、孔辺細胞の葉緑体形成に異常をもつgles1変異体をシロイヌナズナから単離した。葉緑体を構成する膜脂質は原核型と真核型の2つの脂質代謝経路から合成される。gles1変異体の原因遺伝子は、葉緑体の包膜に存在し、真核型脂質を葉緑体に取り込む輸送体の一部をコードしていた。また、孔辺細胞は葉肉細胞と比較して原核型の脂質経路が退化しているというユニークな脂質代謝特性を示すことが分かった。これらの結果より、真核型の脂質代謝経路は気孔の葉緑体形成に必須であることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] カリフォルニア大学サンディエゴ校(U.S.A.)
• [国際共同研究] カリフォルニア大学サンディエゴ校(U.S.A.)
• [国際共同研究] University of California at San Diego(U.S.A.)
• [雑誌論文] Differential Effects of Phosphatidylinositol 4-Kinase (PI4K) and 3-Kinase (PI3K) Inhibitors on Stomatal Responses to Environmental Signals. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Monda, K., Higaki, T., Negi, J., Hashimoto-Sugimoto, M., Hasezawa, S. and Iba, K.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 8 ページ: 677-677
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.00677
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Contribution of the S-type anion channel SLAC1 to stomatal control and its dependence on developmental stage in rice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kusumi, K., Hashimura, A., Yamamoto, Y., Negi, J. and Iba, K.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 58 号: 12 ページ: 2085-2094
  • DOI: 10.1093/pcp/pcx142
  • 査読あり
• [雑誌論文] サーマルイメージング法による気孔CO2応答解析から見出された新たな植物環境応答機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 將、門田 慧奈、祢冝 淳太郎、射場 厚
  • 雑誌名: 光合成研究 巻: 27 ページ: 84-93
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential effects of phosphatidylinositol 4-Kinase (PI4K) and 3-Kinase (PI3K) Inhibitors on stomatal responses to environmental signals (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Monda, K., Higaki, T., Negi, J., Hashimoto-Sugimoto, M., Hasezawa, S., Iba, K.
  • 雑誌名: Frontiers in Plant Science 巻: 未定
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dominant and recessive mutations in the Raf-like kinase HT1 gene completely disrupt stomatal responses to CO2. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto-Sugimoto, M., Negi, J., Monda, K., Higaki, T., Isogai, Y., Nakano, T., Hasezawa, S. and Iba, K.
  • 雑誌名: J.Exp. Bot. 巻: 未定 号: 11 ページ: 3251-3261
  • DOI: 10.1093/jxb/erw134
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CO2 sensing and stomatal conductance regulation: advances and open questions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Engineer, C., Hashimoto-Sugimoto, M., Negi, J., Rappel, W-J., Iba, K. and Schroeder, J.
  • 雑誌名: Trends Plant Sci. 巻: 21 号: 1 ページ: 16-30
  • DOI: 10.1016/j.tplants.2015.08.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The transmembrane region of guard cell SLAC1 channels perceives CO2 signals via an ABA-independent pathway in Arabidopsis. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., Negi, J., Wang, C., Isogai, Y., Schroeder, J.I. and Iba, K.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 28 ページ: 557-567
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced stomatal conductance by a spontaneous Arabidopsis tetraploid, Me-0, results from increased stomatal size and greater stomatal aperture. (2016)
  • 著者名/発表者名: Monda, K., Araki, H., Kuhara, S., Ishigaki, G., Akashi, R., Negi, J., Kojima M., Sakakibara, H., Takahashi, S., Hashimoto-Sugimoto, M., Goto, N. and Iba, K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 170 ページ: 1435-1444
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 炭素栄養シグナルとしてのCO2による気孔制御 (2017)
  • 著者名/発表者名: 祢冝 淳太郎
  • 学会等名: 第58回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2017-03-16
  • 招待講演
• [学会発表] 孔辺細胞と葉肉細胞の脂質組成の違い (2017)
  • 著者名/発表者名: 多田隈 遼亮、宋 普錫、楠見 健介、西田 生郎、射場 厚、祢冝 淳太郎
  • 学会等名: 第35回 日本植物細胞分子生物学会 大会
• [学会発表] 気孔の葉緑体形成には真核型経路による脂質合成が必須である (2017)
  • 著者名/発表者名: 祢冝 淳太郎、宋 普錫、多田隈 遼亮、宗正 晋太郎、藤田 麻友美、楠見 健介、Julian Schroeder、射場 厚
  • 学会等名: 日本植物学会 第81回大会
• [学会発表] 真核型の脂質代謝経路は気孔の葉緑体形成およびCO2応答に必須である (2017)
  • 著者名/発表者名: 祢冝 淳太郎、宋 普錫、多田隈 遼亮、宗正 晋太郎、藤田 麻友美、楠見 健介、Julian Schroeder、 西田 生郎、射場 厚
  • 学会等名: 第59回 日本植物生理学会年会
• [学会発表] 孔辺細胞におけるフォスファチジルエタノールアミン合成酵素PECT1の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 袮冝 淳太郎、小野 勇兵、岡部 誠、星野 奈摘、西田 生郎、射場 厚
  • 学会等名: 第34回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 信州大学繊維学部
  • 年月日: 2016-09-01
• [学会発表] A rate-limiting enzyme in phosphatidylethanolamine biosynthesis, PECT1, is involved in the stomatal regulation in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Negi, J., Okabe, M., Ono, Y., Hoshino, N., Nishida, I., Iba, K.
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis Research 2016
  • 発表場所: GyeongJu (KOREA)
  • 年月日: 2016-06-29
  • 国際学会
• [学会発表] A rate-limiting enzyme in phosphatidylethanolamine biosynthesis, PECT1, is involved in the stomatal movement in Arabidopsis (2016)
  • 著者名/発表者名: Juntaro Negi, Makoto Okabe, Yuhei Ono, Natsumi Hoshino, Ikuo Nishida, Koh Iba
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会
  • 発表場所: 盛岡（岩手大学）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 気孔の環境応答及び形成の分子機構の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 祢冝淳太郎
  • 学会等名: 第33回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 東京（東京大学）
  • 年月日: 2015-08-10
  • 招待講演
• [学会発表] 気孔葉緑体変異体gles1はCO2によるS型陰イオンチャネル活性制御に異常を持つ (2015)
  • 著者名/発表者名: 祢冝淳太郎, 楠見健介, 宗正晋太郎, 藤田麻友美, Julian Schroeder, 射場 厚
  • 学会等名: 第33回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 東京（東京大学）
  • 年月日: 2015-08-10
• [学会発表] CO2 activation of the guard cell S-type anion channel is impaired in an Arabidopsis mutant with non-chlorophyllous stomata (2015)
  • 著者名/発表者名: Juntaro Negi, Kensuke Kusumi, Shintaro Munemasa, Mayumi Fujita, Julian Schroeder, Koh Iba
  • 学会等名: 26th International Conference on Arabidopsis Research
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-07-05
  • 国際学会
• [備考] HP
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/
• [備考] 九州大学大学院・理学研究院・植物生理学講座
  • URL: http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/