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植物の膜脂質転換が担う栄養欠乏ストレス耐性メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05371
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分38010:植物栄養学および土壌学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

下嶋 美恵  東京工業大学, 生命理工学院, 准教授 (90401562)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードリン酸 / 窒素 / 膜脂質転換 / リン / 脂質 / 生体膜 / 環境ストレス / 栄養欠乏
研究成果の概要

本研究では、特に種子植物シロイヌナズナとコケ植物ゼニゴケを用いて、リン欠乏時の膜脂質転換に寄与するリン脂質分解酵素ホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ(PAH)に着目して膜脂質転換機構の解析を行った。シロイヌナズナでは、リン欠乏時のリン脂質分解酵素とされていた非特異的ホスホリパーゼC5は、PAHと比較するとその寄与は小さく、他に未知のリン脂質分解酵素が存在していることが明らかになった。また、ゼニゴケのPAHは、生育に必須で寄与する脂質代謝経路もシロイヌナズナと同様であるが、植物体全体のリン脂質分解にはほとんど寄与しておらず、別のリン脂質分解酵素の存在が必須であることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、植物における栄養欠乏ストレス耐性を膜脂質の観点から明らかにする点で基礎研究としても重要であるが、将来的には、本研究成果を利用して栄養欠乏に強い作物の開発につなげることで農業的な実用化も期待できる。そのため、本研究成果は、国内外を問わず広く一般の方々の興味を引く内容であり、国内だけでなく海外に向けた東工大からのプレスリリース、国内外マスコミへの情報提供で十分アピールでき、波及効果が高いと考えている。

報告書

(6件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2023 2022 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] RCB-mediated chlorophagy caused by oversupply of nitrogen suppresses phosphate-starvation stress in plants2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Yushi、Nakamura Sakuya、Shinozaki Daiki、Izumi Masanori、Yoshimoto Kohki、Ohta Hiroyuki、Shimojima Mie
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 185 ページ: 318-330

    • DOI

      10.1093/plphys/kiaa030

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Autophagy-Mediated Regulation of Lipid Metabolism and Its Impact on the Growth in Algae and Seed Plants2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshitake Yushi、Ohta Hiroyuki、Shimojima Mie
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 10 ページ: 709-709

    • DOI

      10.3389/fpls.2019.00709

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Lipid remodeling under acidic conditions and its interplay with low Pi stress in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Masato、Ohta Hiroyuki、Shimojima Mie
    • 雑誌名

      Plant Molecular Biology

      巻: 101 号: 1-2 ページ: 81-93

    • DOI

      10.1007/s11103-019-00891-1

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Betaine lipid is crucial for adapting to low temeperature and phosphate deficiency in Nannochloropsis2018

    • 著者名/発表者名
      Murakami H, Nobusawa T, Hori K, Shimojima M, Ohta H
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 177 号: 1 ページ: 181-193

    • DOI

      10.1104/pp.17.01573

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるNon-specific phospholipase C の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      打越大輔,下城彩,堀孝一,石崎公庸,太田啓之,下嶋美恵
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] クラミドモナスの MYB1 はリン欠乏時の脂質転換に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      福田恒青,堀孝一,井原雄太,下嶋美恵,太田啓之
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるオリゴガラクト脂質合成能と機能の解析2023

    • 著者名/発表者名
      清水信介,堀孝一,石崎公庸,下嶋美恵,太田啓之
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Developing platforms for production of oxylipins in plant vegetative tissues2022

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kanatani, Yuta Ihara, Takayuki Wakamatsu, Mineyuki Yokoyama, Daisuke Maezawa, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
    • 学会等名
      The 25th International Symposium on Plant Lipids (ISPL)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シロイヌナズナ葉におけるオキシリピンOPDA含有油脂生産のための基盤研究2022

    • 著者名/発表者名
      金谷貴広, 井原雄太, 太田啓之, 下嶋美恵
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおける葉緑体外OPDA生産系の構築2022

    • 著者名/発表者名
      金谷貴広, 井原雄太, 若松孝幸、蛯谷裕輝、太田啓之, 下嶋美恵
    • 学会等名
      日本農芸化学会2022年度 京都大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるリン欠乏時のホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼの局在解析2022

    • 著者名/発表者名
      伊藤寛康, 井原雄太, 太田啓之, 下嶋美恵
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのリン欠乏時の膜脂質転換におけるnon-specific phospholipase C5の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊帆南、井原雄太、吉竹悠宇志、太田啓之、下嶋美恵
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ゼニゴケにおけるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼPAHの役割2020

    • 著者名/発表者名
      下城彩、中村将、北浦銀河、佐々木―関本結子、清水信介、堀孝一、岩井雅子、太田啓之、石崎公庸、下嶋美恵
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるhydroxysteroid dehydrogenase 1 (HSD1)の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      Rina Ihaya, Yushi Yoshitake, Kousuke Shimazaki, Yukiko Kurosawa, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナを用いた植物葉における油脂含量増大のための基盤研究2020

    • 著者名/発表者名
      Eiki Yoshida, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物における小胞体―葉緑体間脂質輸送を介した栄養応答2019

    • 著者名/発表者名
      下嶋美恵
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Lipid remodeling under acidic conditions and its interplay with low Pi stress in Arabidopsis.2019

    • 著者名/発表者名
      Shimojima, M, Murakawa, M., Ohta, H.
    • 学会等名
      9th European Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipid remodeling under acidic conditions and its interplay with low Pi stress in Arabidopsis2019

    • 著者名/発表者名
      Shimojima, M, Murakawa, M., Ohta, H
    • 学会等名
      8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lipid remodeling under phosphate starvation in the liverwort Marchantia polymorpha2019

    • 著者名/発表者名
      Shimojo, M., Nakamura, M., Kitaura, G., Sasaki-Sekimoto, Y., Shimizu, S., Hori, KI., Iwai, M., Ohta, H., Ishizaki, K., Shimojima, M.
    • 学会等名
      8th Asian-Oceanian Symposium on Plant Lipids
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Differential localization of Arabidopsis phosphatidic acid phosphohydrolases under phosphate starvation2019

    • 著者名/発表者名
      Yushi Yoshitake, Kaoru Katoh, Ryoichi Sato, Yuka Madoka, Keiko Ikeda, Masato Murakawa, Ko Suruga, Daisuke Sugiura, Ko Noguchi, Hiroyuki Ohta, Mie Shimojima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference Plant Lipids: Structure, Metabolism and Function
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 窒素過剰施肥によるオートファジーを介したリン酸欠乏応答の抑制2019

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、中村咲耶、泉正範、太田啓之、下嶋美恵
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナのホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼのリン酸欠乏に応答した細胞内局在変化の解析2019

    • 著者名/発表者名
      牧村草汰、吉竹悠宇志、太田啓之、下嶋美恵
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物における栄養欠乏ストレス時の脂質転換機構2018

    • 著者名/発表者名
      下嶋美恵
    • 学会等名
      第4回植物の栄養研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物のリン酸欠乏時における過剰な窒素施肥の効果2018

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、太田啓之、下嶋美恵
    • 学会等名
      第4回植物の栄養研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 植物の複合的栄養ストレス応答におけるオートファジーの役割2018

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、太田啓之、下嶋美恵
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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