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2018 年度 実績報告書

細胞膜マイクロドメインを介した植物環境ストレス応答機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26292190
研究機関埼玉大学

研究代表者

川合 真紀  埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (10332595)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
キーワード環境ストレス応答 / 小胞体
研究実績の概要

種々の環境ストレスは植物において光合成等の電子伝達系を撹乱し、余剰電子を生みだす。これにより、活性酸素種が細胞内に発生し、酸化ストレスが細胞にもたらされる。本研究では、酸化ストレス誘導性植物細胞死の抑制因子であるBI-1の結合因子として単離された複数の脂質代謝酵素に注目し、環境ストレス応答における役割を明らかにすることを目的として、モデル植物であるイネ、およびシロイヌナズナを対象として研究を行った。これまでに、BI-1の結合因子として、小胞体膜上に存在するFAH(fatty acid hydroxylase)、ELO(elongase)、SLD(shingolipid desaturase)が単離され、それらとBI-1の結合性を検出し、BI-1の有無が細胞膜のスフィンゴ脂質組成に影響を与えることを明らかにした。
スフィンゴ脂質は細胞膜上で受容体、キナーゼ、輸送タンパク質などが局在し、環境応答シグナル伝達の場となるマイクロドメイン(脂質ラフト)をステロールと共に構成していると考えられている。植物の細胞膜マイクロドメインの構造や機能の大部分は未知であったが、本研究により、酸化ストレスに対する植物の応答の場としての重要性と、これを構築するための小胞体膜上の酵素複合体の重要性が明らかとなった。
さらに、個々のスフィンゴ脂質代謝酵素をコードする遺伝子のノックアウト、ノックダウン、高発現シロイヌナズナ系統の作出と解析により、スフィンゴ脂質の低温応答や病原抵抗性における関与が示された。これらの研究成果をさらに発展させることにより、将来的には環境ストレス耐性作物や、耐病性に優れた作物の分子育種に貢献できると考えている。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] BioEnergy Institute (JBEI)(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      BioEnergy Institute (JBEI)
  • [雑誌論文] uppressing Arabidopsis GGLT1 affects growth by reducing the L-galactose content and borate cross-linking of rhamnogalacturonan II2018

    • 著者名/発表者名
      Sechet J, Htwe S, Urbanowicz B, Agyeman A, Feng W, Ishikawa T, Dinneny J, Colomes M, Satish KK, Kawai-Yamada M, O'Neill M, Mortimer J,
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 96 ページ: 1036-1050

    • DOI

      10.1111/tpj.14088

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] GLUCOSAMINE INOSITOLPHOSPHORYLCERAMIDE TRANSFERASE1 (GINT1) Is a GlcNAc-Containing Glycosylinositol Phosphorylceramide Glycosyltransferase.2018

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa T, Fang L, Rennie EA, Sechet J, Yan J, Jing B, Moore W, Cahoon EB, Scheller HV, Kawai-Yamada M, Mortimer JC.
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 77 ページ: 938-952

    • DOI

      10.1104/pp.18.00396

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Sphingolipid cis/trans unsaturation increases aluminum tolerance in rice2018

    • 著者名/発表者名
      Masaya Sato, Toshiki Ishikawa, Maki Kawai-Yamada
    • 学会等名
      The 23ed International Symposium on Plant Lipids
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of phytoceramide 1-phosphate and its producing enzyme in plants2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Imai, Toshiki Ishikawa, Maki Kawai-Yamada, Makoto Miyagi, Tamotsu Tanaka
    • 学会等名
      The 23ed International Symposium on Plant Lipids
    • 国際学会
  • [学会発表] The Evolutionary Journey of Plant-Unique Long-Chain Base Unsaturation2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiki Ishikawa, Maki Kawai-Yamada
    • 学会等名
      Toshiki Ishikawa, Maki Kawai-Yamada
    • 国際学会
  • [学会発表] スフィンゴ脂質長鎖塩基Δ8不飽和化改変イネの作出と表現型解析2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤正弥、石川寿樹、山口雅利、川合真紀
    • 学会等名
      第36回日本植物細胞分子生物学会
  • [学会発表] 植物固有なスフィンゴ脂質糖鎖を形成する糖転移酵素の同定と機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      石川寿樹、川合真紀
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
  • [学会発表] 植物型スフィンゴ脂質糖鎖の構造多様性と機能2018

    • 著者名/発表者名
      石川寿樹、川合真紀
    • 学会等名
      第31回植物脂質シンポジウム

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公開日: 2019-12-27  

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