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リポキシゲナーゼが担う植物の傷害ストレス受容・応答機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17J06032
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 応用生物化学
研究機関山口大学

研究代表者

望月 智史  山口大学, 創成科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2018年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードリポキシゲナーゼ / シロイヌナズナ / カルシウムイオン / 防御応答 / オキシリピン
研究実績の概要

本研究では、植物リポキシゲナーゼ(LOX)による傷害刺激認識機構と、その刺激認識機構が植物の進化過程でいつ獲得されたのか、を解明することを目的としている。前年度までに、Ca2+キレート剤であるBAPTAを用いてみどりの香り(GLVs)やジャスモン酸前駆体(OPDA)を定量することで、シロイヌナズナLOX2の活性にCa2+が必須であることを証明した。しかしながら、GLVsやOPDAの観察ではLOX2の活性評価には間接的であったため、本年度はLOX2の活性をex vivoで評価することにした。Col-0を用いた実験により、LC-MS/MSによってLOX2の生成物であるモノガラクトシルジアシルグリセロール-ヒドロペルオキシド(MGDG-OOH)を3種類検出することに成功し、さらにMGDG-OOHの精製を行い定量系の確立をした。これに伴い、シロイヌナズナ葉を用いたex vivoでのLOX2の活性評価アッセイを確立した。シロイヌナズナ葉の脂質組成から、DGDGやSQDG、PGといった別の膜脂質も十分に検出できる量が存在するが、検出できたヒドロペルオキシド類はMGDG-OOHだけであった。そのため、シロイヌナズナLOX2はMGDG特異的に酸素添加を行っていることが示唆された。ヒドロペルオキシドリアーゼ(HPL)活性をもたないエコタイプであるCol-0はGLVs中間体であるMGDG-OOHを蓄積しており、その蓄積量はHPL活性をもつエコタイプのWs-1で検出されるGLVs量とほぼ等量であった。またBAPTA存在下における、Col-0で抑制されるMGDG-OOHと、Ws-1で抑制されるGLVsの生成量も同程度であり、MGDG-OOHがGLVsの中間体であることを初めて直接的に証明した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 植物が香り化合物を出す仕組み,吸う仕組み2018

    • 著者名/発表者名
      松井健二、望月智史
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 号: 2 ページ: 95-103

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.56.95

    • NAID

      130007563370

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • 年月日
      2018-01-20
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Green leaf volatile-burst in Arabidopsis is governed by galactolipid oxygenation by a lipoxygenase that is under control of calcium ion2018

    • 著者名/発表者名
      Mochizuki Satoshi、Matsui Kenji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 505 号: 3 ページ: 939-944

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.10.042

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Plants distinctively control green leaf volatile and jasmonate pathways, but some pathogens spike the plans2017

    • 著者名/発表者名
      C.M.Mwenda, S.Mochizuki and K.Matsui
    • 雑誌名

      Acta Horticulturae

      巻: 1169 号: 1169 ページ: 119-127

    • DOI

      10.17660/actahortic.2017.1169.18

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Arabidopsis lipoxygenase 2 controlled by calcium ion catalyzes oxidation of galactolipid to induce green leaf volatile-burst2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mochizuki, Kenji Matsui
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2は、Ca2+制御によりガラクト糖脂質を酸化してみどりの香りバーストを引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      望月智史、松井健二
    • 学会等名
      第31回植物脂質シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Calcium ion is involved in the activation of lipoxygenase 2 to induce green leaf volatile burst in Arabidopsis thaliana2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • 学会等名
      Pyrethrum Workshop 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Calcium ion activates Arabidopsis lipoxygenase 2 to induce oxylipin-burst2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • 学会等名
      The 23rd International Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カルシウムイオンはシロイヌナズナリポキシゲナーゼ2活性化に関与し、オキシリピンバーストを引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部 第51回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2はカルシウムイオン制御によりオキシリピンバーストを引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • 学会等名
      中国四国植物学会第75回山口大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis lipoxygenase 2 is activated by calcium ion to induce green leaf volatile burst2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Plant Volatiles
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナリポキシゲナーゼ2はカルシウムイオン制御によりオキシリピンバーストを引き起こす2018

    • 著者名/発表者名
      望月智史,肥塚崇男,松井健二
    • 学会等名
      生物系三学会中国四国支部大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナみどりの香りバーストを支配するリポキシゲナーゼ2017

    • 著者名/発表者名
      望月智史、肥塚崇男、松井健二
    • 学会等名
      食品酵素化学研究会 第17回学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Arabidopsis lipoxygenase 2 is activated by calcium ion to induce green leaf volatile burst2017

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Mochizuki, Takao Koeduka, Kenji Matsui
    • 学会等名
      The 7th Asian Symposium on Plant Lipid
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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