植物細胞における生体膜共役輸送系の分子基盤と進化を探る

• 研究課題/領域番号: 25650128
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 三村 徹郎 神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (20174120)
• 研究協力者: 藤原 ひとみ 神戸大学 ; 大西 美輪 神戸大学 ; 姉川 彩 神戸大学 ; 坂山 英俊 神戸大学 ; 深城 英弘 神戸大学 ; 石崎 公庸 神戸大学 ; 七條 千津子 神戸大学 ; 小菅 桂子 神戸大学 ; 豊倉 浩一 神戸大学 ; 郷 達明 神戸大学 ; 西山 智明 金沢大学 ; 関本 博之 日本女子大学
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 共役輸送 / リン酸 / シャジクモ / ゼニゴケ / 進化 / 陸上植物

研究成果の概要

生体膜共役輸送系は、栄養物質や老廃物の輸送に働き、細胞存続の基盤となる。共役イオンとしてH+共役型とNa+共役型が知られているが、陸上高等植物はH+共役型である。我々は祖先植物シャジクモのリン酸輸送系はNa+共役型であることを報告し、本研究においてその輸送系遺伝子の全長決定に成功した。配列系統解析から、シャジクモのリン酸輸送体は、全ての陸上植物の祖先型となり、アオミドロなどと一つのクレードを形成した。配列情報の解析から、H+輸送に必要とされるアミノ酸残基が保存されておらず、Na+共役であることが強く示唆された。また、最初の陸上植物と考えられているゼニゴケについても系統、生理解析を進めている。

研究成果

• [雑誌論文] Establishment of a shortened annual cycle system; a tool for the analysis of annual re-translocation of phosphorus in the deciduous woody plant (Populus alba L.). (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurita Y., Baba K., Ohnishi M., Anegawa A., Shichijo C., Kosuge K., Fukaki H., Mimura T.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 127 号: 4 ページ: 545-551
  • DOI: 10.1007/s10265-014-0634-2
  • NAID: 40020110959
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extraction of Ions from Leaf Sections. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurita Yuko, Kanno Satomi, Ohnishi Miwa, Mimura Tetsuro
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autoradiography of Pi Distribution in Barley Seedlings. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kanno Satomi, Kurita Yuko, Ohnishi Miwa, Mimura Tetsuro
  • 雑誌名: Bio-protocol 巻: 4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ion gradients in xylem exudate and guttation fluid related to tissue ion levels along primary leaves of barley. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagai M., Ohnishi M., Uehara T., Yamagami M., Miura E., Kamakura M., et al.
  • 雑誌名: Plant, Cell and Environment 巻: 36 号: 10 ページ: 1826-1837
  • DOI: 10.1111/pce.12090
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ion gradients in xylem exudate and guttation fluid related to tissue ion levels along primary leaves of barley. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagai Makiko, Ohnishi Miwa, Uehara Takeo, Yamagami Mutsumi, Miura Eiko, Kamakura Mai, Kitamura Akira, Sakaguchi Shuichi, Sakamoto Wataru, Shimmen Teruo, Fukaki Hidehiro, Reid Rob, J., Furukawa Akio and Mimura Tetsuro
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 巻: 36 号: 10 ページ: 1826-1837
  • DOI: 10.1093/pcp/pct107
  • 査読あり
• [学会発表] オーストラリア・シャジクモの節間細胞における細胞内代謝フラックス解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 寺嶋傑，神成夏未，佐々木亮介，三村徹郎，及川彰
  • 学会等名: （公財）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] オーストラリアシャジクモにおける細胞内窒素動態の解明 (2015)
  • 著者名/発表者名: 神成夏未，寺嶋傑，佐々木亮介，三村徹郎，及川彰
  • 学会等名: （公財）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] 植物細胞リン酸輸送機構とその進化について (2015)
  • 著者名/発表者名: 藤原ひとみ、大西美輪、坂山英俊、石崎公庸、豊倉浩一、関本弘之、西山智明、七條千津子、小菅桂子、深城英弘、三村徹郎
  • 学会等名: （一社）日本植物生理学会第56回年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] 植物細胞リン酸輸送機構とその進化について (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤原ひとみ，大西美輪，坂山英俊，石崎公庸，関本弘之，西山智明，七條千津子，深城英弘，三村徹郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] 植物におけるリン環境認識とリン利用の新しい視点 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三村徹郎，大西美輪，姉川彩，栗田悠子，岡田和哉，益田陽平，菅野里美，深城英弘，馬場啓一
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 富山大学
  • 招待講演
• [図書] 光合成生物の進化と生命科学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三村徹郎・川井浩史 監修
  • 総ページ数: 194
  • 出版者: 培風館