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二酸化炭素濃縮機構を持つ植物の作出とその生理学的解析

研究課題

研究課題/領域番号 17J06506
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 応用分子細胞生物学
研究機関宮崎大学

研究代表者

上原 晋  宮崎大学, 農学工学総合研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2019年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2018年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード光合成 / シアノバクテリア / 重炭酸イオン輸送体 / C3植物 / 光呼吸 / 葉緑体内包膜
研究実績の概要

本研究はC3植物の二酸化炭素濃縮効率を改良し、光合成効率を上昇させることを目的としている。そのために、葉緑体の祖先であるシアノバクテリアが持つナトリウムイオン依存型重炭酸イオン輸送体をシロイヌナズナの葉緑体内包膜に導入した。昨年度、単離した無傷葉緑体を用いて重炭酸イオンの輸送活性をシリコンオイル遠心分離法で調査したところ、用いた条件では野生型シロイヌナズナから単離した葉緑体との間に輸送活性の差が検出できなかった。これらの原因を調査したところ一部の葉緑体関連タンパク質蓄積量が変化していた。
本年度は更にタンパク質蓄積量について調査を行ったところ、ショ糖を添加することで葉緑体の光化学系タンパク質の蓄積量が増加し、逆に添加しない場合は減少した。更に、これらの影響が葉緑体数に影響を与えるかを調査するために、細胞の単位面積当たりの葉緑体数を共焦点レーザー顕微鏡で調査した。野生型シロイヌナズナと比較したところ、葉緑体数に大きな変化は見られなかった。そのため、重炭酸イオン輸送体を導入したシロイヌナズナは葉緑体関連タンパク質蓄積量を調整することで、重炭酸イオン輸送体の影響を相殺したと示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Installation of authentic BicA and SbtA proteins to the chloroplast envelope membrane is achieved by the proteolytic cleavage of chimeric proteins in Arabidopsis2020

    • 著者名/発表者名
      Uehara Susumu、Sei Ayane、Sada Misaki、Ito-Inaba Yasuko、Inaba Takehito
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 2353-2353

    • DOI

      10.1038/s41598-020-59190-1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 光合成能改良を目指した植物へのシアノバクテリア重炭酸イオン輸送体の組込み2018

    • 著者名/発表者名
      上原 晋、 稲葉 丈人
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 2 ページ: 1214-1218

    • NAID

      40021807810

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Investigating Localization of Chimeric Transporter Proteins within Chloroplasts of Arabidopsis thaliana.2018

    • 著者名/発表者名
      Uehara, S., Ito-Inaba, Y., Inaba, T.
    • 雑誌名

      BIO-PROTOCOL

      巻: 8 号: 3

    • DOI

      10.21769/bioprotoc.2723

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 葉緑体内包膜への重炭酸イオン輸送体の導入と形質転換植物の解析2019

    • 著者名/発表者名
      上原 晋
    • 学会等名
      第11回トランスポーター研究会九州部会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアの重炭酸イオン輸送体を導入したシロイヌナズナにおける葉緑体関連タンパク質への影響2019

    • 著者名/発表者名
      上原 晋、 稲葉 靖子、 稲葉 丈人
    • 学会等名
      第60回植物生理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] シリコンオイル遠心法を用いたシロイヌナズナの葉緑体に導入したシアノバクテリアの重炭酸イオン輸送体の輸送活性測定法の検討2018

    • 著者名/発表者名
      上原 晋、稲葉 靖子、稲葉 丈人
    • 学会等名
      第59回植物生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Expression of cyanobacterial bicarbonate transporters in Arabidopsis chloroplasts and their effects on the growth and photosynthetic performance.2017

    • 著者名/発表者名
      Uehara, S., Ito-Inaba, Y., Mori, C, I., Inaba, T.
    • 学会等名
      XIX International Botanical Congress
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] protease切断法を用いたシアノバクテリア重炭酸イオン輸送体の植物への導入2017

    • 著者名/発表者名
      清 絢音、上原 晋、稲葉 靖子、稲葉 丈人
    • 学会等名
      日本農芸化学会関西・中四国・西日本支部 2017年度合同大阪大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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