2017 Fiscal Year Annual Research Report
気孔装置解析による植物独自の高次情報処理のパラダイム提案
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26221103
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
射場 厚 九州大学, 理学研究院, 教授 (10192501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳澤 修一 東京大学, 生物生産工学研究センター, 教授 (20222359)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 気孔 / 二酸化炭素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
陸上植物の葉緑体の脂質合成には、原核型と真核型の二つの経路があることが知られている。葉緑体包膜に局在する脂質輸送体の欠損により真核型経路が断絶したシロイヌナズナ変異株gles1では、葉肉細胞の葉緑体形成は正常だが、孔辺細胞における葉緑体形成が特異的に損なわれる。この変異体の脂質解析から、孔辺細胞では葉肉細胞と異なり、原核型経路が退化しており、真核型経路が同細胞の葉緑体形成に中心的な役割をしていることを明らかにした (Negi et al. PNAS 2018)。このことは、植物組織の細胞間で、葉緑体形成に携わる脂質合成経路が単一でないことを示唆している。地上部を切除すると根組織が緑化する現象に着目し、この現象にともなって誘導される根細胞の葉緑体形成と脂質合成経路との関係についてgles1変異株を用いて解析した。地上部切除による根の緑化の誘導（葉緑体形成）は、gles1変異によって強く阻害された。このことは、根細胞における葉緑体形成が、孔辺細胞葉緑体形成と同様に、真核型経路で生成する脂質に依存している可能性を示している。最終年度においては、質量分析による脂質分子種の同定から推測した根細胞における脂質合成経路と同細胞での葉緑体形成誘導との関係について検討する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
気孔細胞（孔辺細胞）の葉緑体が他の光合成組織の細胞（葉肉細胞）の葉緑体とは異なる独自の脂質代謝バランスを発達させており、植物のCO2感知機構に重要な役割をしていることを初めて明らかにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
孔辺細胞葉緑体が特異的に欠損しているシロイヌナズナ変異体を表皮系細胞の顕微鏡観察のスクリーニングによって単離しており、その中に脂質代謝の異常によらないものを同定した。現在、その変異体の原因遺伝子の同定・解析を進めているところであり、気孔における新たな高次の環境情報処理機構について解析を進める予定である。
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[Journal Article] Eukaryotic lipid metabolic pathway is essential for functional chloroplasts and CO2 and light responses in Arabidopsis guard cells.2018
Author(s)
Negi, J., Munemasa, S., Song, B., Tadakuma, R., Fujita, M., Azoulay-Shemer, T., Engineer, C.B., Kusumi, K., Nishida, I., Schroeder, J.I. and Iba, K.
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Journal Title
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.
Volume: 115
Pages: 9038-9043
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Involvement of S-type anion channels in disease resistance against an oomycete pathogen in Arabidopsis seedlings.2018
Author(s)
Kurusu, T., Mitsuka, D., Yagi, C., Kitahata, N., Tsutsui, T., Ueda, T., Yamamoto, Y., Negi, J., Iba, K., Betsuyaku, S. and Kuchitsu, K.
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Journal Title
Commun. Integr. Biol.
Volume: 11
Pages: e1495007
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Structure-based chemical design of abscisic acid antagonists that block PYL-PP2C receptor interactions.2018
Author(s)
Takeuchi, J., Mimura, N., Okamoto, M., Yajima, S., Sue, M., Akiyama, T., Monda, K., Iba, K., Ohnishi, T. and Todoroki, Y.
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Journal Title
ACS Chemical Biology
Volume: 13
Pages: 1313-1321
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A phytochrome-B-mediated regulatory mechanism of phosphorus acquisition.2018
Author(s)
Sakuraba, Y., Kanno, S., Mabuchi, A., Monda, K., Iba, K., and Yanagisawa, S.
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Journal Title
Nature Plants
Volume: 4
Pages: 1089-1101
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Stomatal Guard Cells Exhibit a Unique Lipid Metabolism Essential for Functional Chloroplasts to Sense CO2 and Light Signals2018
Author(s)
Juntaro Negi, Shintaro Munemasa, Boseok Song, Ryosuke Tadakuma, Mayumi Fujita, Tamar Azoulay-Shemer, Cawas B. Engineer, Kensuke Kusumi, Ikuo Nishida, Julian I. Schroeder and Koh Iba
Organizer
The 23rd International Symposium on Plant Lipids (ISPL2018, Yokohama)
Int'l Joint Research
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