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高等植物におけるタイプBモノガラクトシルジアシルグリセロール合成酵素の機能

B型单半乳糖基二酰基甘油合酶在高等植物中的功能

基本信息

批准号：
04J04675
负责人：
小林康一
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

高等植物の葉緑体では、モノガラクトシルジアシルグリセロール(MGDG)とジガラクトシルジアシルグリセロールがチラコイド膜脂質の約80%を占めており、光合成膜構築において極めて重要な脂質となっている。さらに近年、これらの糖脂質がリン欠乏時に多量に合成され、細胞膜やミトコンドリア膜に局在することでリン脂質の減少を補っていることが明らかとなった。このようなリン欠乏時に見られるリン脂質から糖脂質への転換は、植物がリン欠乏に対応するための適応機構の一つと考えられるが、その重要性はまだ良く分かっていなかった。そこで本研究では、リン欠乏応答性のtypeB MGDG合成酵素遺伝子の変異体解析を行うことで、リン欠乏時における膜脂質転換機構の重要性を明らかにすることを目的とした。T-DNA挿入変異体の探索によって、typeB MGDG合成酵素遺伝子であるMGD2,MGD3のノックアウト変異体、mgd2-1およびmgd3-1の単離に成功した。また、これらの変異体の掛け合せにより、mgd2mgd3二重変異体を得た。これらの変異体における脂質解析の結果、リン欠乏時に起こる糖脂質の増加には、特に、MGD3が重要であることが分かった。根においてその重要性は顕著であり、mgd2mgd3二重変異体ではリン欠乏によるガラクト脂質の増加がほとんど見られなかった。そこで、これらの変異体で見られたリン欠乏時の糖脂質代謝異常が、植物の生長にどのような影響を及ぼすかを調べた。その結果、mgd2mgd3二重変異体では、重量の減少、根の伸長阻害、子葉での光合成活性の減少が観察された。これらの表現型はリン欠乏時にのみ見られたことから、、MTGD2/3はリン欠乏時の糖脂質の増加に特異的に寄与していると考えられる。さらにこれらの結果は、リン欠乏時に見られる膜脂質の質的転換が実際に植物の生長に重要であることを示している。

The chloroplast of higher plants accounts for about 80% of membrane lipids in the construction of photosynthetic membranes. In recent years, there has been a shortage of sugar and lipids in the cell membrane, and the reduction of lipids in the cell membrane has been supplemented. The importance of the proper organization of plants and the lack of lipid and sugar is very important. The purpose of this study is to clarify the importance of membrane lipid exchange mechanisms in the analysis of the variant of MGDG synthase gene. T-DNA insertion variant exploration, typeB MGDG synthase gene, MGD2, MGD3 variant, mgd2 -1 variant, mgd3 -1 variant 2 mg d 3 mg d 2 mg d 3 mg d 3 mg d 2 mg d 3 mg d 3 The results of lipid analysis, lipid depletion, lipid accumulation, and MGD3 are important. The importance of the root is different from that of the mgd2mgd3. The abnormal metabolism of sugar and lipid, the influence of plant growth, and the regulation of sugar and lipid metabolism Results, mgd2mgd3 double heterosis, weight reduction, root elongation inhibition, cotyledon photosynthetic activity reduction were observed. The phenotype of MTGD2/3 is different from that of MTGD2/3, which is different from that of MTGD2/3. The result is that membrane lipid metabolism is important for plant growth in real time.