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環境ストレスにおける脂質転換と環境順応力

公募研究

研究領域大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
研究課題/領域番号 25119708
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
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, バイオ研究基盤支援総合センター, 助教 (90401562)

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 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード植物脂質 / 環境ストレス
研究実績の概要

植物の脂質組成は、環境変動に応答して大きく変化し、さらされたストレスに適応しようとする。たとえば、植物では、リン欠乏にさらされると、生体膜中のリン脂質を糖脂質に転換するという”膜脂質転換”が起こる。しかし、我々のこれまでの研究により、”環境ストレスと脂質転換”は、より多面的であることがわかってきた。本研究では、特に栄養欠乏(リンと窒素)および凍結ストレスに着目して植物の脂質転換機構を明らかにするとともに、様々な環境ストレス順応における脂質転換の生理的意義を解明する。
研究代表者らのグループでは平成24年度までに、リン欠乏時の膜脂質転換において、リンの供給に関わるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼPAH1/PAH2の欠損変異体では、リン欠乏耐性を失うことを明らかにした。近年、栄養欠乏ストレスについては複合的な影響がある可能性が示唆されているため、平成25年度は窒素欠乏ストレス応答についても解析を行った。その結果、野生株と比較して、変異体ではリン欠乏だけでなく窒素欠乏耐性も著しく低下しており、その一方で、PAH過剰発現体では、窒素欠乏耐性が向上していることがわかった。窒素欠乏生育下では、野生株では新鮮重や光合成活性の低下が起こるが、過剰発現体ではそれらの低下の抑制がみられた。平成26年度は、さらに植物体内の窒素含量、遊離脂肪酸含量を測定することにより、過剰発現体で見られる窒素欠乏耐性付与のメカニズムがわかった。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 2014 2013 その他

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、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Monogalactosyldiacylglycerol synthesis in the outer envelope membrane of chloroplasts is required for enhanced growth under sucrose supplementation.2014

    • 著者名/発表者名
      Murakawa M, Shimojima M, Shimomura Y, Kobayashi K, Awai K and  Ohta H.
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 23 ページ: 280-280

    • DOI

      10.3389/fpls.2014.00280

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Enhancement of extraplastidic oil synthesis in Chlamydomonas reinhardtii using a type-2 diacylglycerol acyltransferase with a phosphorus starvation-inducible promoter.2014

    • 著者名/発表者名
      Iwai M, Ikeda K, Shimojima M and *Ohta H.
    • 雑誌名

      Plant Biotechnol. J.

      巻: 12 号: 6 ページ: 808-819

    • DOI

      10.1111/pbi.12210

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cyanobacterial monogalactosyldiacylglycerol-synthesis pathway is involved in normal unsaturation of galactolipids and low-temperature adaptation of Synechocystis sp. PCC 68032014

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Yuzawa, et al.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA)-Molecular and Cell Biology of Lipids

      巻: 1841.4 号: 4 ページ: 475-483

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2013.12.007

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential regulation of two types of monogalactosyldiacylglycerol synthase in membrane lipid remodeling under phosphate-limited conditions in sesame plants.2013

    • 著者名/発表者名
      Shimojima M, Watanabe T, Madoka Y, Koizumi R, Yamamoto MP, Masuda K, Yamada K, Masuda S, Ohta H
    • 雑誌名

      Front. Plant Sci.

      巻: 4 ページ: 469-469

    • DOI

      10.3389/fpls.2013.00469

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ過剰発現体における窒素欠乏耐性機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、佐藤諒一、円由香、駿河航、杉浦大輔、中村友輝、野口航、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学、東京、日本
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻Chlamydomonas reinhardtii由来のリン欠乏応答性プロモーターを用いた脂質蓄積強化2015

    • 著者名/発表者名
      岩井雅子、佐々木(関本)結子、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学、東京、日本
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [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変異体における乾燥ストレス応答の解析2015

    • 著者名/発表者名
      石田秀樹、下嶋美恵、沼田光紗、太田啓之
    • 学会等名
      第56回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      東京農業大学、東京、日本
    • 年月日
      2015-03-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] スクロース添加時のシロイヌナズナ成長促進における葉緑体糖脂質合成酵素の役割2014

    • 著者名/発表者名
      村川雅人、下嶋美恵、下村雄一、小林康一、粟井光一郎、太田啓之
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学、神奈川県、日本
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ過剰発現体における窒素欠乏耐性機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、佐藤諒一、村川雅人、円由香、駿河航、中村友輝、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学、神奈川県、日本
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 藻類におけるリン欠乏応答性プロモーターを用いた脂質蓄積強化2014

    • 著者名/発表者名
      岩井雅子、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      日本植物学会第78回大会
    • 発表場所
      明治大学、神奈川県、日本
    • 年月日
      2014-09-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナにおけるホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼを介した凍結ストレス応答機構の解析

    • 著者名/発表者名
      石井翠、下嶋美恵、沼田光紗、山岡靖代、西田生郎、太田啓之
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学、富山県、日本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] リン欠乏時のシロイヌナズナ葉における小胞体ー葉緑体間の脂質供給経路の解析

    • 著者名/発表者名
      大谷亮介、円由香、下嶋美恵、増田真二、太田啓之
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学、富山県、日本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] PAH1/PAH2過剰発現体における窒素欠乏耐性機構の解析

    • 著者名/発表者名
      吉竹悠宇志、佐藤諒一、村川雅人、円由香、駿河航、中村友輝、下嶋美恵、太田啓之
    • 学会等名
      第55回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      富山大学、富山県、日本
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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