| 研究課題/領域番号 |
20K06691
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| 研究機関 | 大阪府立大学 |
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研究代表者 |
小林 康一 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40587945)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 植物 / 脂質 / 葉緑体 / 光合成 |
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| 研究実績の概要 |
光合成の電子伝達やATP合成はチラコイド膜において行われる。膜の基盤を作る脂質分子はチラコイド膜の形成や動態、機能に極めて重要であるが、多種多様な脂質分子がそれぞれ担う役割は明らかでない。本研究では、植物の葉緑体で合成される脂質や脂肪酸分子種の違いが、葉緑体前駆体の発達やそこからの葉緑体への分化過程にどのような影響を及ぼすのかを、シロイヌナズナの多種多様な脂質合成変異体の解析により明らかにすることを目的とする。その中で、本年度は、葉緑体で特徴的な2種の酸性グリセロ脂質であるSQDGとPGの機能に着目して研究を進めた。SQDG合成を完全に欠失したsqd1変異体と、SQDGに加え別の酸性糖脂質であるGlcADG合成も欠いたsqd2変異体、PG合成を部分的に欠損したpgp1-1変異体、葉緑体PG合成を完全に欠損したpgp1-2変異体、およびこれらの二重変異体の解析を行った。まず、植物体の成長過程の解析を行ったところ、sqd1 pgp1-2やsqd2 pgp1-2変異体は胚形成の段階から成長が阻害され、発芽後もほとんど地上部を発達できないことが分かった。また、葉緑体を形成しない根端においても、その発達が大きく阻害された。これらの二重変異体はクロロフィルもほとんど蓄積せず、光合成活性もまったく示さなかった。一方で、葉緑体PG合成活性が一部残存しているpgp1-1変異体との二重変異体では、クロロフィルの蓄積や光合成活性が野生株よりも低いながらも観察され、生育阻害もpgp1-2との二重変異株よりは穏やかであった。sqd1 pgp1-2とsqd2 pgp1-2およびsqd1 pgp1-1とsqd2 pgp1-1との間ではそれぞれ生育や光合成活性における違いは見られなかったことから、GlcADGは調べた条件ではとくに重要な役割をもたないことが明らかとなった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は、各種変異体の作成とその初期評価を行った。その中で、特にSQDG合成とPG合成の変異体に着目した解析を進め、成長におけるそれらの初期評価を終えることができた。さらに、その結果を報告する論文も投稿中の状況であり、一定の重要な成果をおさめることができた。一方で、他の脂質との二重変異体の作成においては、植物の生育阻害が比較的強いものに関して生育途中で枯死してしまったり、ホモ接合体の種子がわずかにしか得られないなど、研究材料の変異体を得る段階でいくつかの障害に見舞われ、若干の研究計画の遅延が生じている。
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| 今後の研究の推進方策 |
SQDG合成とPG合成の変異体に関しては、変異体ラインの作成と生育過程における初期評価を終えることができたため、それらの結果を踏まえ、黄化芽生えでの葉緑体前駆体の発達過程の解析や、黄化芽生えの緑化時における葉緑体形成過程の解析を進める予定である。その他の脂質との変異体作成に関しては、より安定した植物の生育環境を整えるなど、まずは虚弱な個体においても種子を十分量得ることを当面の課題とする。これらの二重変異体作成の段階で予期しなかった生育阻害が生じているということは、脂質の合成欠損により興味深いことが起こっていることを示しており、その原因究明を進めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
各種変異株作成において、二重変異株のいくつかの生育阻害が強く、解析に必要な種子が十分得られなかったことから、それらのラインの解析に必要な実験が滞ったため、物品費の次年度使用額が生じた。植物の生育環境を安定させ種子の収量を増やすことで、遅れた分の実験を行えるようにする。また、旅費に関しては、新型コロナ感染症の影響により、発表会のオンライン化や出張の自粛要請が行われたため、未消化となった。次年度では、前年度に行えなかった発表会や研究集会での発表と情報収集を、積極的に行う予定である。また、論文の受理が遅れたためその他予算が充てられなかったが、当該論文はすでに微細な修正を残すのみとなっており、次年度での使用に用いられる予定である。
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