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塩ストレス下におけるオルガネラの細胞内三次元配置変化と耐塩性との関連性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05603
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39020:作物生産科学関連
研究機関近畿大学

研究代表者

山根 浩二  近畿大学, 農学部, 准教授 (50580859)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードイネ / 三次元再構築 / 塩ストレス / 葉緑体 / ミトコンドリア / ペルオキシソーム / 電子顕微鏡 / 3次元構造 / オルガネラ / 3次元再構築 / 立体像
研究成果の概要

異なる耐塩性を有するPokkaliと日本晴を用い,塩ストレス下における葉緑体 (Chl),ミトコンドリア (Mit),ペルオキシソーム (Per),それぞれのオルガネラ間の膜接触と耐塩性との関連性を調べた.品種によらず,膜接触面積は塩ストレス下において有意に増加していたが,Mitの形と大きさに品種間差があった.塩処理区におけるPokkaliのMitは,体積と表面積が有意に増加し,大きく伸び広がった一つのMitがChlやPerとの接触面積を増加させていた.このことから,塩ストレス下におけるMitの形状と,それに関連したオルガネラ間の協調強化が耐塩性に重要であることが示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究における学術的意義は,膜接触に着目して三次元的にオルガネラ間の協調関係を定量評価できた点である.さらに,耐塩性にはオルガネラの形状変化を伴った膜接触面積の増加が必須であることを明らかにした点も,学術的意義があると考える.具体的には,耐塩性品種のPokkaliでは,ミトコンドリアの形状を大きく伸び広がった形に変化させ,葉緑体やペルオキシソームとの膜接触面積の割合を増加させていた.このことから,耐塩性の獲得には,ミトコンドリアの形状変化に伴う膜接触面積の増加が重要であることが示唆でき,学術的に新しい知見であると考えられる.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 2019

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 4件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Three-dimensional ultrastructural change of chloroplasts in rice mesophyll cells responding to salt stress.2020

    • 著者名/発表者名
      Oi T, Enomoto S, Nakao T, Arai S, Yamane K, Taniguchi M.
    • 雑誌名

      Annals of Botany

      巻: 125(5) 号: 5 ページ: 833-840

    • DOI

      10.1093/aob/mcz192

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of chloroplast protrusion formed under osmotic stress by polyethylene glycol in rice leaves.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamane K, Oi T, Taniguchi M.
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: 23(2) 号: 2 ページ: 160-171

    • DOI

      10.1080/1343943x.2019.1709513

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] FIB-SEMを用いた三次元再構築法によるイネ葉肉細胞と葉緑体の形態解析2020

    • 著者名/発表者名
      大井崇生, 山根浩二, 谷口光隆
    • 雑誌名

      PLANT MORPHOLOGY

      巻: 32 号: 1 ページ: 19-25

    • DOI

      10.5685/plmorphol.32.19

    • NAID

      130008006491

    • ISSN
      0918-9726, 1884-4154
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Three-dimensional analysis of chloroplast protrusion formed under osmotic stress by polyethylene glycol in rice leaves2020

    • 著者名/発表者名
      Yamane K., Oi, T., Taniguchi, M.
    • 雑誌名

      Plant Production Science

      巻: In press

    • 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
  • [学会発表] The relationship between the formation of chloroplast pocket and the localization of the organelles such as mitochondria and peroxisomes in mesophyll cells of rice2020

    • 著者名/発表者名
      山根 浩二
    • 学会等名
      Biomacromolecular RIKEN Seminar
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続切片TEM法を用いたイネ葉肉細胞内のオルガネラの3D解析2019

    • 著者名/発表者名
      山根浩二・大井崇生・谷口光隆
    • 学会等名
      第10回植物電顕若手ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 連続切片法で広がる光学・電子顕微鏡観察の可能性:葉組織・細胞の三次元解析の例2019

    • 著者名/発表者名
      山根浩二・大井崇生・谷口光隆
    • 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
  • [学会発表] 連続切片法による植物細胞の内部微細構造の三次元観察と3D模型による立体像把握2019

    • 著者名/発表者名
      大井崇生, 谷口光隆, 榎本早希子, 中尾知代, 荒井重勇, 小田昌宏, 森健策, 山根浩二
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第75回学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレスに伴う葉緑体形態変化の生理的意義2019

    • 著者名/発表者名
      山根浩二・大井崇生・谷口光隆
    • 学会等名
      第247回日本作物学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 光合成細胞内オルガネラの立体配置2019

    • 著者名/発表者名
      大井崇生・山根浩二・谷口光隆
    • 学会等名
      第247回日本作物学会
    • 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: 2022-01-27  

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