2017 Fiscal Year Annual Research Report
Making new tolerant plants by molecular modification of the lipid bilayer
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15H04466
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
我妻 忠雄 山形大学, 農学部, 客員教授 (70007079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (00374728)
小林 佑理子 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (40610952)
渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 教授 (70179919)
丸山 隼人 北海道大学, 農学研究院, 助教 (10633951)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルミニウム耐性 / カドミウム耐性 / 脂質再構成 / 脂質層と有機物の相互作用 / ステロール / スチグマステロール / HMG |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1.各種組換えシロイヌナズナとpah1pah2変異体を用いて、過剰Al、Cd、Ni、Na、Cu、Mn、低Cａ、低pH耐性を調査した結果、pah1pah2はCd感受性を、HMGやPAH2過剰発現体はCd耐性を示した。2.生育ステージを進めた苗の全根長を基準とする評価では、HMG過剰発現系での有意なAl耐性強化が認められたが根端ステロールは上昇しなかった。PAH過剰発現系でAl耐性の上昇傾向が認められたので、後者の評価法で再検討中である。3.Japonicaイネは暗所でAl耐性が上昇することが見いだされた。耐性の向上要因として、(1)隙間の多い膜脂質層を補修できないステロール種であるstigmasterolの生合成を抑えるためsterol-Δ22-desaturase活性の抑制の重要性や、理由が不明であったIndicaイネのAl耐性の弱さとこれとの関連性が示唆された。(2)メバロン酸回路の中枢中間産物であるisopentenyl bisphosphate(IPP)のplastidへの輸送を抑えること、(3)HMG遺伝子の発現の上昇が重要であること、が解った。4.PAH過剰発現株は、イネではリン少量供給条件で、シロイヌナズナではリン不足条件下で生育が良好であり、強制的リンリサイクルによる低リン耐性の向上が考えられた。後者のpah1pah2株ではリン欠による顕著な生育低下がsucrose投与で軽減され、この遺伝子のシグナル伝達への関与も示唆された。5.低リン耐性の強い赤米は、低リン条件下でグルクロノシルグリセロール・糖脂質・硫黄脂質の上昇、リン脂質の減少がより高かった。ダイズでの低リン耐性比較も行った。6.細胞膜脂質層中に細胞内外の有機物を分配させることで、各種のイオンストレスへの耐性や、膜での種々の生理活性を変化させうる可能性が予想され、今後のこの分野での研究の進展が期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
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[Journal Article] Dark conditions enhance aluminum tolerance in several rice cultivars via multiple modulations of membrane sterols2018
Author(s)
T Wagatsuma, E Maejima, T Watanabe, T Toyomasu, M Kuroda, T Muranaka, K Ohyama, A Ishikawa, M Usui, SH Khan, H Maruyama, K Tawaraya, Y Kobayashi, H Koyama
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Journal Title
Journal of Experimental Botany
Volume: 69
Pages: 567-577
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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