アジサイのアルミニウム輸送体の機能解明と花色変異

• 研究課題/領域番号: 24380062
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物生産化学・生物有機化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 吉田 久美 名古屋大学, 情報科学研究科, 教授 (90210690)
• 研究分担者: 根岸 孝至 名古屋大学, 大学院情報科学研究科, 博士研究員 (60547529)
• 連携研究者: 河合 純 独立行政法人理化学研究所, LSAシステム構築グループ, プロジェクトディレクター (30391923)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円); 2014年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2013年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2012年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
• キーワード: アジサイ / アルミニウム / 液胞型輸送体 / アクアポリン / 酸性土壌耐性 / 細胞膜型輸送体 / アニオンパーミエース / Hydrangea macrophylla / anthoycanin / aluminum-tolerance / blue flower color / aluminum transporter / アルミニウム輸送 / アントシアニン / 花色変異 / 単一細胞分析 / アルミニウム集積 / 水チャネル

研究成果の概要

アジサイガク片からアルミニウム輸送体遺伝子を３種類取得し、その機能を明らかにした。液胞膜型輸送体のHmVALTと細胞膜型のHmPALT1はアクアポリンに、もう一種の細胞膜型であるHmPALT2は、アニオンパーミエースに高い相同性を有した。アジサイの組織における局在を調べたところ、HmVALTとHmPALT2はアジサイの全ての組織で発現し、HmPALT1はガク片だけで発現した。さらに、アルミニウム選択性に重要なアミノ酸残基を特定した。HmVALTをシロイヌナズナに導入するとアルミニウム耐性となった。この成果は将来、地球上の耕地面積の約40％を占める不良酸性土壌での作物生産性の向上に寄与できる。

研究成果

• [雑誌論文] Efficient and versatile synthesis of 5-O-acylquinic acids with a direct esterification using a p-methoxybenzyl quinate as a key intermediate (2014)
  • 著者名/発表者名: Oyama, K-I., Watanabe, N., Yamada, T., Suzuki, M., Sekiguchi, Y., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 00 号: 20 ページ: 00-00
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.08.064
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structure of tecophilin, a tri-caffeoylanthocyanin from the blue petals of Tecophilaea cyanocrocus, and the mechanism of blue color development (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Ito, D., Miki, N., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Tetrahedron 巻: 70 号: 45 ページ: 8657-8664
  • DOI: 10.1016/j.tet.2014.09.046
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 色素としてのポリフェノール—化学と機能— (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 雑誌名: 日本ポリフェノール学会雑誌 巻: 3 ページ: 20-30
  • NAID: 40020160846
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Plasma membrane-localized Al-transporter from blue hydrangea sepals is a member of the anion permease family. (2013)
  • 著者名/発表者名: Negishi, T., Oshima, K., Hattori, M., Yoshida, K.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 18 号: 5 ページ: 341-352
  • DOI: 10.1111/gtc.12041
  • 査読あり
• [雑誌論文] The identification of a vacuolar iron transporter involved in the blue coloration of cornflower petals. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Negishi, T.
  • 雑誌名: Phytochemistry 巻: 94 ページ: 60-67
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2013.04.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tonoplast- and Plasma Membrane-localized Aquaporin-family Transporters in Blue Hydrangea Sepals of Aluminum Hyperaccumulating plant. (2012)
  • 著者名/発表者名: Negishi, T., Oshima, K., Hattori, M., Kanai, M., Mano, Shoji, Nishimura, M., Yoshida, K.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 7
  • 査読あり
• [学会発表] Chemical Studies of Nemophilin, a Metalloanthocyanin from Blue Petals of Nemophila menziesii. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tojo, K., Yamashita, K., Kitahara, S., Mori, M., Yoshidam K.
  • 学会等名: The XXVII International Conference on Polyphenols & 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
  • 招待講演
• [学会発表] Synthesis of 3-deoxyanthocyanins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Anthocyanin Chemistry in Flower Color Development. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Oyama, K-I., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Synthetic Studies of Alkylated Flavonoids and their Transformation to the Corresponding Anthocyanidins. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Oyama, K-I., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Studies on Biosynthetic Intermediate of Cyanidin 3-glucoside from Seed Coat of Black Soybean. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, E., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Study on Divergent Synthesis of Flavan-3-ol type Polyphenos Using Coumarin as a Building Block. (2015)
  • 著者名/発表者名: Imai, S., Oyama, K-I., Watanabe, N., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Studies on Color Variation and Al-accumulation in Sepals of Hydrangea macrophylla. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tauchi, S., Ohara, T., Negishi, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] Synthesis of 5-O-Acylquinic Acids Involved in Blue Color Development of Hydrangea Sepals. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Oyama, K-I.
  • 学会等名: The XXVIIth International Conference on Polyphenols & The 8th Tannin Conference.
  • 発表場所: Nagoya, Japan
  • 年月日: 2015-09-02 – 2015-09-06
• [学会発表] クマリンを合成素子とした3-oxykoaburageninの全合成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 今井祥平、尾山公一、渡邉紀之、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 未熟黒大豆種皮に含まれるflav-2-en-3-ol3-glucosideの単離とアントシアニンへの変換反応に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林英美、吉田久美、近藤忠雄
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] 合成した助色素類を用いたアジサイ青色錯体の構造研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山田智美、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2015年度大会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] アルキル化フラボノイド類の合成と色素増感太陽電池への応用 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀、尾山公一、若宮淳志、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第95春季年会2015
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-29
• [学会発表] アジサイのアルミニウム処理による組織のAl量と輸送体の発現量の変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田内翔子、大原健史、根岸孝至、津呂正人、吉田久美
  • 学会等名: 第56回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Cheimstry of flower coloration by anthocyanins. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K.: Cheimstry of flower coloration by anthocyanins.
  • 学会等名: 29th Symposium on Natural Products
  • 発表場所: Kauhsiung, Taiwan
  • 年月日: 2014-09-27 – 2014-09-28
  • 招待講演
• [学会発表] アジサイカルスの誘導と花色発現に関わる成分及び遺伝子の分析. (2014)
  • 著者名/発表者名: 大原健史、津呂正人、吉田久美
  • 学会等名: 園芸学会平成26年度春季大会
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] 黒大豆に含まれるアントシアニン前駆体の単離と構造． (2014)
  • 著者名/発表者名: 林英美、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋、名古屋大学
• [学会発表] ネモフィラ青色花弁色素ネモフィリンの化学構造と発色． (2014)
  • 著者名/発表者名: 東條謙祐、北原小容子、山下佳子、森美穂子、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋、名古屋大学
• [学会発表] 3-O-メチル化フラボン類とアントシアニジン類の合成及び色素増感太陽電池への応用． (2014)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀、尾山公一、近藤忠雄、内田聡、若宮淳志、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第94回春季年会
  • 発表場所: 名古屋、名古屋大学
• [学会発表] アジサイの青色発色に関わる液胞型アルミニウム輸送体の大量発現系の確立． (2014)
  • 著者名/発表者名: 中林由香里、根岸孝至、鈴木博視、大嶋篤典、藤吉好則、吉田久美
  • 学会等名: 日本植物生理学会2014年度年会
  • 発表場所: 富山,富山大学
• [学会発表] Synthesis of 3-O-mechilflavones and anthocyanidins, their application for dye-sensitized solar cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kimura, Y., Oyama, K-I., Kondo, T., Uchida, S., Wakamiya, A., Yoshida, K.
  • 学会等名: Institute for Chemical Research International Symposium 2014 - The Science and Technology of Smart Materials -
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Metalloanthocyanin, a Self-assembled Supramolecular Metal-complex Pigment Found in Blue Flower Petals. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Toujo, K., Mori, M., Oyama, K-I. Kondo, T.
  • 学会等名: Institute for Chemical Research International Symposium 2014 - The Science and Technology of Smart Materials -
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] アジサイのアルミニウム集積と耐性に関わる輸送体遺伝子の取得と機能解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 根岸孝至、大島健志朗、服部正平、金井雅武、真野昌二、西村幹夫、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] アントシアニンによる青色花色発現の仕組み-なぜ青いバラは咲かないのか- (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 平成25年度植物系WG/RT合同研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] アントシアニンによる青色花色発現機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第50回植物化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] アントシアニンの化学構造と発色、安定性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第3回日本アントシアニン研究会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] アジサイの組織培養カルスの誘導と成分． (2013)
  • 著者名/発表者名: 大原健史、吉田久美、津呂正人
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部第168回例会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 花弁特異的プロモーターを用いたトランスポーターの制御による花きの分子育種． (2013)
  • 著者名/発表者名: 小田桃子、猫橋茉莉、牧野治子、水野祐輔、吉田久美、星野敦、太田垣駿吾、松本省吾、白武勝裕
  • 学会等名: 園芸学会平成25年度秋季大会
  • 発表場所: 盛岡
• [学会発表] カルコンおよびフラボンの11C-標識PETプローブ化． (2013)
  • 著者名/発表者名: 後藤美樹、吉田久美、鈴木正昭、土居久志
  • 学会等名: 第55回天然有機化合物討論会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] Chemical structure of blue pigment occuring petals of Nemophila menziesii. (2013)
  • 著者名/発表者名: Toujou, K., Kitahara, S., Yamashita, K., Mori, M., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: 7th International Workshop on Anthocyanins
  • 発表場所: Porto, Portugal
• [学会発表] 花弁特異的プロモーターを用いた液胞膜鉄イオン輸送体過剰発現トルコギキョウの作出． (2013)
  • 著者名/発表者名: 小田桃子、猫橋茉莉、吉田久美、太田垣駿吾、松本省吾、白武勝裕
  • 学会等名: 第31回日本植物細胞分子生物学会
  • 発表場所: 札幌
• [学会発表] 色素としてのポリフェノール -化学と機能- (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第7回日本ポリフェノール学会年次大会
  • 発表場所: 府中市
  • 招待講演
• [学会発表] Involvement of vacuolar iron transporter in the blue petal color development of cornflower, Centaurea cyanus. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Negishi, T.
  • 学会等名: Nordic Natural Products Conference 2013
  • 発表場所: Turk, Finland
  • 招待講演
• [学会発表] Vacuolar and plasma-membrane localized Al-transporters in Hydrangea macrophylla. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Negishi T., Oshima, K, Hattori, M., Kanai, M., Mano, S., Nishimura, M.
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology 2013
  • 発表場所: Kurashiki, JAPAN
• [学会発表] 配糖化フラボノールから対応するアントシアニンへの変換とその関連体への誘導 (2013)
  • 著者名/発表者名: 近藤忠雄、加藤亮、尾山公一、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 生物機能性を目指したアントシアニンの汎用的合成法の開拓 (2013)
  • 著者名/発表者名: 尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会2013年度大会
  • 発表場所: 仙台(招待講演)
• [学会発表] ネモフィラ花弁の青色発色機構に関する化学的研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 東條謙祐、北原小容子、山下佳子、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] 3-θ-メチル化ケルセチン類の合成とメチル化アントシアニジンへの効率的な変換 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村友紀、加藤亮、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] クマリンを合成素子とするカテキン類の合成研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 渡邉紀之、尾山公一、吉田久美
  • 学会等名: 日本化学会第93春季年会
  • 発表場所: 草津
• [学会発表] Structure and Functions of Aluminium Transporters Isolated from Blue Hydrangea, Hydrangea macrophylla. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakabayashi, Y., Negishi T., Suzuki, H., Fujiyoshi, Y., Oshima, K., Hattori, M., Kanai, M., Mano, S., Nishimura, M., Yoshida, K.
  • 学会等名: Nagoya Symposium Frontiers in Structural Physiology
  • 発表場所: Nagoya, JAPAN
• [学会発表] アントシアニンによる青色花の発現機構とNMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第38回NMRユーザーズミーティング
  • 発表場所: 大阪(招待講演)
  • 年月日: 2012-12-04
• [学会発表] アントシアニンの光化学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第49回植物化学シンポジウム
  • 発表場所: 東京(招待講演)
  • 年月日: 2012-11-15
• [学会発表] 5-θ-アシル化キナ酸類の実用的合成 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊紀之、鈴木昌子、関口由起子、尾山公一、近藤忠雄、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部第165回例会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] 青色アジサイのアルミニウム輸送遺伝子に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 根岸孝至、大島健志朗、服部正平、金井雅武、真野昌二、西村幹夫、吉田久美
  • 学会等名: 日本農芸化学会中部支部第165回例会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-10-27
• [学会発表] アントシアニンによる青色花の発現機構とNMR (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 学会等名: 第38回NMRユーザーズミーティング
  • 発表場所: 東京(招待講演)
• [学会発表] アジサイの青色発色に関わるアルミニウム輸送体遺伝子の同定 (2012)
  • 著者名/発表者名: 根岸孝至、吉田久美
  • 学会等名: 植物色素研究会第24会集会
  • 発表場所: 熊本(招待講演)
• [学会発表] Dye-sensitized Solar Cells Using Simple and Complex Anthocyanins. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Kimura, Y., Kondo, T., Uchida, S.
  • 学会等名: The 7^<th> Aceanian conference on Dye-sensitized and Organic Solar Cells (DSC-OPV7)
  • 発表場所: Taipei, TAIWAN
• [学会発表] Efficient synthesis of acylquinic acids. (2012)
  • 著者名/発表者名: Oyama, K., Watanabe, N., Kondo, T., Yoshida, K.
  • 学会等名: XXVI International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: Florence, ITALY
• [学会発表] Study on transformation reaction of flavonol to anthocyanidin by Clemmensen reduction followed by air oxidation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, T., Kato, R., Oyama, K., Yoshida, K.
  • 学会等名: XXVI International Conference on Polyphenols
  • 発表場所: Florence, ITALY
• [図書] 色素「生物学辞典」(巌佐庸、倉谷滋、斎藤成也、塚谷裕一編) (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉田久美
  • 総ページ数: 1
  • 出版者: 岩波書店
• [図書] Chemistry of Flavonoids in Color Development. In Recent Advances in Polyphenol Research, Volume 3. (Cheynier, V., Sami-Manchado, P. and Quideau, S. eds.) (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida, K., Oyama, K.and Kondo, T.
  • 総ページ数: 31
  • 出版者: Wiley-Blackwell Publishing
• [備考] YOSHIDA LABORATORY - 名古屋大学
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/yoshida/
• [備考] Yoshida Laboratory
  • URL: http://www.info.human.nagoya-u.ac.jp/lab/yoshida/
• [備考]
  • URL: http://www.nagoya-u.ac.jp/about-nu/public-relations/researchinfo/upload_images/20120830_is_pdf