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2022 年度 実績報告書

気孔細胞に特徴的な脂質代謝フラックスの生理学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06293
研究機関九州大学

研究代表者

祢宜 淳太郎  九州大学, 理学研究院, 准教授 (70529099)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワード気孔 / 葉緑体 / 脂質
研究実績の概要

孔辺細胞は葉緑体を持っているが、光合成機能に特化した葉肉細胞の葉緑体に比べ、その機能や形成メカニズムに関しては不明な点が多い。葉緑体のチラコイド膜に含まれる脂質は葉緑体形成に必須であり、色素体型と小胞体型の2つの脂質代謝経路を介して合成される。我々は、気孔葉緑体形成不全変異体gles1を用いた解析により、孔辺細胞では小胞体経路が発達しており、気孔葉緑体形成及び気孔開閉応答に重要な役割を担うことを明らかにした(Negi et al., 2018)。一方で、小胞体経路を介して合成される葉緑体脂質のうち、どの脂質分子種が気孔葉緑体の形成や機能に寄与しているのか不明であった。小胞体経路を主要合成経路とする葉緑体脂質として、ジガラクトシルジアシルグリセロール(DGDG)が知られている。そこでDGDG合成を担う糖転移酵素DGD1の遺伝子を欠損した変異体dgd1を用いて、気孔葉緑体形成や気孔開閉応答への影響を調べた。その結果、dgd1変異体ではgles1変異体と同様、孔辺細胞の葉緑体形成が阻害されていた。さらに、dgd1変異体は光やCO2に対する気孔開閉応答も低下していた。また、孔辺細胞の葉緑体は、葉肉細胞の葉緑体と比較して膜の脂質組成が異なり、DGDGの割合が高いことがわかった。以上の結果より、小胞体経路優位な脂質代謝バランスをもつ気孔において、DGDGが気孔葉緑体形成及び気孔開閉応答に中心的な役割を果たしていることが示唆された。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Two independent cis-acting elements are required for the guard cell-specific expression of SCAP1, which is essential for late stomatal development.2022

    • 著者名/発表者名
      Moriwaki Kosuke、Yanagisawa Shuichi、Iba Koh、Negi Juntaro
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 110 ページ: 440~451

    • DOI

      10.1111/tpj.15679

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 植物組織間で異なる葉緑体脂質代謝バランス2022

    • 著者名/発表者名
      小畑智暉、宋普錫、祢冝淳太郎
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 60 ページ: 630 - 632

    • 査読あり
  • [学会発表] 気孔開口におけるホスファチジルエタノールアミン合成酵素の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      袮冝 淳太郎、小畑 智暉、西村さくら、宋 普錫、山柿 将、深津 孝平、木下俊則、星野 奈摘、西田 生郎、射場 厚
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] 気孔葉緑体特異的に形成不全を引き起こすシロイヌナズナ変異体achs4の原因遺伝子の同定2023

    • 著者名/発表者名
      宋 普錫、山柿 将、小畑 智暉、西村 さくら、大隈 玲央奈、射場 厚、祢冝 淳太郎
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] シロイヌナズナ気孔葉緑体と葉肉葉緑体とのプロテオミクス比較解析2022

    • 著者名/発表者名
      成松 丈, 宋 普錫, 西村 さくら, 山柿 将, 射場 厚, 祢冝 淳太郎
    • 学会等名
      九州沖縄植物学会第71回大会
  • [学会発表] 表皮細胞における葉緑体機能の解明に向けた敷石細胞特異的プロモーターの探索2022

    • 著者名/発表者名
      小畑 智暉、髙橋 宏和、中園 幹生、射場 厚、袮冝 淳太郎
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] プロテオーム解析によるシロイヌナズナ気孔葉緑体特異的タンパク質の探索2022

    • 著者名/発表者名
      宋 普錫, 山柿 将, 西村 さくら, 成松 丈, 馬渕 敦士, 射場 厚, 祢冝 淳太郎
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
  • [学会発表] 気孔開口における膜脂質合成酵素PECT1の機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      袮冝 淳太郎、小畑 智暉、西村さくら、宋 普錫、山柿 将、深津 孝平、木下俊則、星野 奈摘、西田 生郎、射場 厚
    • 学会等名
      第34回植物脂質シンポジウム
  • [学会発表] 新規気孔葉緑体形成不全シロイヌナズナ変異体achs4の 表現形解析及び原因遺伝子の同定2022

    • 著者名/発表者名
      宋 普錫、山柿 将、小畑 智暉、西村 さくら、大隈 玲央奈、射場 厚、祢冝 淳太郎
    • 学会等名
      第34回植物脂質シンポジウム
  • [備考]

    • URL

      http://www.biology.kyushu-u.ac.jp/~plant/index.html

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公開日: 2023-12-25  

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