栄養ストレス下の植物における膜脂質転換の制御メカニズムの解明

阐明营养胁迫下植物膜脂转化的控制机制

• 批准号: 21K05325
• 负责人: 下嶋 美恵
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05325/
• 关键词: リン酸欠乏; 膜脂質転換; リン脂質分解; リン酸; 窒素; 炭素; 脂質; ストレス耐性; 栄養欠乏

植物はリン欠乏時に、生体膜を構成するリン脂質の大半を糖脂質に転換する。これは、リン欠乏ストレスに順応して生育するために植物が有する膜脂質転換機構であることが知られている。しかし、これまでの申請者らの研究により、このリン欠乏時の膜脂質転換に寄与するリン脂質分解経路は、実は窒素欠乏時の生育にも必須であること、すなわち、土壌中の栄養量が変動する生育環境に順応するための重要な機構であることが明らかになった。そこで本研究では、特にリン欠乏生育時のリン脂質分解に寄与するホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼ（PAH）の活性発現制御、さらに、栄養欠乏生育条件下におけるこのリン脂質分解経路の重要性が、植物種を超えて広く保存されているのかどうかに着目して研究を行っている。これまでに、PAHと同様、リン欠乏時の膜脂質転換に寄与しているNPC5について、シロイヌナズナPAH1, PAH2, NPC5のトリプルノックアウト変異体をゲノム編集により作出した。しかし、リン酸欠乏時の生育において、PAH1, PAH2ダブルノックアウト変異体との差がみられなかったことから、シロイヌナズナにおけるNPC5のリン欠乏時の膜脂質転換への寄与は小さいことが明らかになった。また、陸上植物の初期に分岐したゼニゴケについてもPAHの解析を進めたところ、ゼニゴケにおいてPAHはリン欠乏時の膜脂質転換におけるリン脂質分解にあまり寄与していないことがわかった。このことは、ゼニゴケにおいては、シロイヌナズナでは寄与が小さいとされたNPC5がリン脂質分解を担っている可能性を示唆した。そこで、ゼニゴケのNPCホモログである３遺伝子について、ゲノム編集法により変異体を作出、表現型および膜脂質組成の解析を行ったところ、ゼニゴケの３つのNPCはPAHと同様、リン欠乏時のリン脂質分解には寄与していない可能性が示唆された。

The plant is deficient in lipid and most of the lipid is replaced by sugar. The plant has a membrane lipid exchange mechanism. The applicant's research on lipid metabolism in the absence of lipid metabolism in the lipid metabolism pathway and fertility in the absence of lipid metabolism is essential to the development of fertility in the environment. This study focuses on the importance of lipid decomposition pathway in the process of plant species development and preservation under special conditions such as deficient fertility, control of activity of PAH, and the importance of lipid decomposition pathway in the process of plant species development. The membrane lipid exchange in PAH, PAH In case of acid deficiency, fertility, PAH1, PAH2, membrane lipid metabolism, and membrane lipid metabolism are different. The analysis of PAH in the early stages of terrestrial plants was carried out in different ways, such as membrane lipid exchange and lipid decomposition. The possibility of lipid decomposition in NPC5 was demonstrated. The analysis of the phenotype and membrane lipid composition of NPC PAH and the possibility of lipid decomposition in NPC PAH are shown.

项目成果

Developing platforms for production of oxylipins in plant vegetative tissues

开发在植物营养组织中生产氧脂质的平台

• 发表时间: 2022
• 作者: Takahiro Kanatani;Yuta Ihara;Takayuki Wakamatsu;Mineyuki Yokoyama;Daisuke Maezawa;Hiroyuki Ohta;Mie Shimojima
• 通讯作者: Mie Shimojima

シロイヌナズナにおけるリン欠乏時のホスファチジン酸ホスホヒドロラーゼの局在解析

拟南芥缺磷期间磷脂酸磷酸水解酶的定位分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 伊藤寛康;井原雄太;太田啓之;下嶋美恵
• 通讯作者: 下嶋美恵

ゼニゴケにおけるNon-specific phospholipase C の機能解析

地钱非特异性磷脂酶C的功能分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Takekiyo Takahiro;Yamada Natsuki;Amo Taku;Nakazawa Chikako T.;Asano Atushi;Ichimura Tohru;Kato Minoru;Yoshimura Yukihiro;打越大輔，下城彩，堀孝一，石崎公庸，太田啓之，下嶋美恵
• 通讯作者: 打越大輔，下城彩，堀孝一，石崎公庸，太田啓之，下嶋美恵

クラミドモナスの MYB1 はリン欠乏時の脂質転換に関与する

衣藻 MYB1 参与磷饥饿期间的脂质转化

• 发表时间: 2023
• 作者: Niwa Kazuki;Kubota Hidehiro;Enomoto Toshiteru;Ichino Yoshiro;Ohmiya Yoshihiro;福田恒青，堀孝一，井原雄太，下嶋美恵，太田啓之
• 通讯作者: 福田恒青，堀孝一，井原雄太，下嶋美恵，太田啓之

ゼニゴケにおけるオリゴガラクト脂質合成能と機能の解析

地钱低聚半乳糖脂合成能力及功能分析

• 发表时间: 2023
• 作者: Ohoka Nobumichi;Suzuki Masanori;Uchida Takuya;Tsuji Genichiro;Tsukumo Yoshinori;Yoshida Masayuki;Inoue Takao;Demizu Yosuke;Ohki Hitoshi;Naito Mikihiko;清水信介，堀孝一，石崎公庸，下嶋美恵，太田啓之
• 通讯作者: 清水信介，堀孝一，石崎公庸，下嶋美恵，太田啓之