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エチレン前駆物質による紅藻スサビノリの有性生殖の制御機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K15907
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関北海道大学

研究代表者

宇治 利樹  北海道大学, 水産科学研究院, 助教 (00760597)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード海苔 / スサビノリ / 植物ホルモン / リン脂質代謝 / シグナル伝達 / エピジェネティックス / アマノリ / 1アミノシクロプロパンカルボン酸 / 有性生殖 / エチレン
研究開始時の研究の概要

海藻の持続的な生産のためには、これらの繁殖戦略を理解した上で、藻場の保全や増養殖を適切に行っていく必要がある。海藻において繁殖が成功するためには、最適なタイミングで生殖することが重要である。そのため、海藻は外界の環境の変化を感知することで、成長から生殖の転換を厳密に調節していると考えられているが、これらの制御機構は不明である。そこで本研究では水産重要種であるスサビノリを材料とし、植物ホルモンの1種であるエチレンの前駆物質、1-アミノシクロプロパンカルボン酸(ACC)が本種の有性生殖の制御にどのように関与しているのかをACCのシグナル伝達系などの解析を通して、明らかにするものである。

研究成果の概要

本研究では、海苔の原料であるスサビノリの有性生殖や酸化ストレス応答を制御する植物ホルモンであるエチレンの前駆物質1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸(ACC)のシグナル伝達系やその応答に関与する遺伝子発現制御機構の解明を行ったものである。研究の結果、ACCの受容体がグルタミン酸受容体である可能性があること、ACCのシグナル伝達には、ホスホリパーゼDを介したリン脂質代謝による情報伝達が関与していること、DNAのメチル化やヒストンのアセチル化やメチル化といったエピジェネティックな制御がACCの応答に重要であることなどが明らかとなり、海藻において初めて、ACC応答の分子機構を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海藻類においては陸上植物で知られている幾つかの植物ホルモンが同定されているものの、それらの生理作用や応答機構は不明である。本研究において海苔の原料であるスサビノリの有性生殖やストレス応答を制御する植物ホルモンの分子機構の一端が明らかとなった。これらの知見は、不明な点が多い海藻の植物ホルモンの役割を理解する上で重要であると共に、海苔の品種作出のための有用な知見であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Identification, Characterization, and Expression Analysis of Spondin-Like and Fasciclin-Like Genes in Neopyropia yezoensis, A Marine Red Alga2022

    • 著者名/発表者名
      Uji T, Ueda S, Mizuta H.
    • 雑誌名

      Phycology

      巻: 2 号: 1 ページ: 45-59

    • DOI

      10.3390/phycology2010003

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid and its analogs alleviate heat stress damage in the marine red alga Neopyropia yezoensis (Rhodophyta)2022

    • 著者名/発表者名
      Uji, T., Mizuta, H
    • 雑誌名

      J. Appl. Phycol

      巻: In press 号: 3 ページ: 00-00

    • DOI

      10.1007/s10811-022-02727-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transcriptome profiling in the marine red alga Neopyropia yezoensis under light/dark cycle.2022

    • 著者名/発表者名
      Kominami S, Mizuta, H., Uji, T.
    • 雑誌名

      Mar. Biotechnol

      巻: 24 号: 2 ページ: 393-407

    • DOI

      10.1007/s10126-022-10121-3

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phospholipase D activation is required for 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid signaling during sexual reproduction in the marine red alga Neopyropia yezoensis (Rhodophyta)2022

    • 著者名/発表者名
      Uji, T.,Kandori T., Konishi S., Mizuta H.
    • 雑誌名

      BMC plant biology

      巻: 22 号: 1 ページ: 181-181

    • DOI

      10.1186/s12870-022-03575-z

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Treatment with heat shock protein 90 (Hsp90) inhibitors induces asexual life cycle in the marine red alga Neopyropia yezoensis (Rhodophyta)2021

    • 著者名/発表者名
      Uji, T., Mizuta, H.
    • 雑誌名

      Aquaculture Research

      巻: 52 号: 12 ページ: 6814-6817

    • DOI

      10.1111/are.15520

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] α-aminoisobutyric acid mimics the effect of 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid to promote sexual reproduction in the marine red alga Pyropia yezoensis (Rhodophyta)2021

    • 著者名/発表者名
      Endo Harune、Mizuta Hiroyuki、Uji Toshiki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Phycology

      巻: 33 号: 2 ページ: 1081-1087

    • DOI

      10.1007/s10811-020-02326-7

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 紅藻類の有性生殖に関わる制御機構-アマノリ類における1-アミノシクロプロパンカルボン酸の役割を中心に-2021

    • 著者名/発表者名
      宇治 利樹
    • 雑誌名

      藻類

      巻: 69 ページ: 14-19

    • NAID

      40022514422

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sexual reproduction via a 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid-dependent pathway through redox modulation in the marine red alga Pyropia yezoensis (Rhodophyta).2020

    • 著者名/発表者名
      Uji T, Endo H, Mizuta H.
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 11 ページ: 60-60

    • DOI

      10.3389/fpls.2020.00060

    • 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] 海苔の原料である紅藻スサビノリにおけるエチレン前駆物質の役割2021

    • 著者名/発表者名
      宇治 利樹
    • 学会等名
      北海道植物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 紅藻スサビノリのトランスクリプトーム解析による日周性遺伝子の同定2021

    • 著者名/発表者名
      小南彩夏・水田浩之・宇治利樹
    • 学会等名
      令和3年度 日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 海苔の原料であるスサビノリにおけるアミノ酸シグナルの存在の検証2020

    • 著者名/発表者名
      小野寺 翔太 ・ 宇治 利樹
    • 学会等名
      第6回 北大・部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 海苔の原料であるアマノリ属の有性生殖における制御に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      宇治 利樹
    • 学会等名
      第5回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 海藻にアミノ酸シグナルは存在するのか?2019

    • 著者名/発表者名
      小野寺 翔太,宇治 利樹
    • 学会等名
      第5回北海道大学部局横断シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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