分子育種への応用に向けた植物ミトコンドリア多様性の基礎的解析

植物线粒体多样性的基础分析及其在分子育种中的应用

• 批准号: 11J09925
• 负责人: 片山 健太
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11J09925/
• 关键词: カルジオリピン; オルガネラ; 植物; ミトコンドリア; 植物生理; 育種; 脂質; 生体膜; シロイヌナズナ

期間全体を通し本研究課題では、ミトコンドリア形態変異体の単離、ミトコンドリア脂質の解析、ミトコンドリアの組織内分化の観察により、ミトコンドリア多様性の生理的意義を解明することを目的としていた。第1に、ミトコンドリア形態に関わる遺伝子スクリーニング、及び、ミトコンドリア脂質の逆遺伝学的な解析では、全く異なる二つの解析手法にもかかわらず、幸運にも、双方で関連し合うと推測される因子を発見することが出来た。具体的には、後者において、動物および酵母のミトコンドリアでリン脂質の脂肪酸交換反応を担う酵素遺伝子のホモログをシロイヌナズナで同定した。そして、その遺伝子破壊植物体は、ミトコンドリアに局在するリン脂質であるカルジオリピンの変異体と同様に、ミトコンドリアの形態が変化した。一方、前者の解析で、ミトコンドリアが不揃いな変異体の原因遺伝子を同定したところ、原因遺伝子はミトコンドリアに局在するα/β加水分解酵素であり、特に保存された領域で脂質分解酵素と類似していた。そこで、前者及び後者の変異体でリピドーム解析を行ったところ、ミトコンドリアに局在されるとされる脂質で増減が見られた。また、その変化パターンは両変異体間で正反対であった。以上の結果から、動物においても未解明の、ミトコンドリアにおける形態と脂肪酸転移反応との密接な関係を植物で発見することができた。第2に、ミトコンドリアの組織内ごとの違いやミトコンドリア関連因子の遺伝子発現を解析することで、ミトコンドリアが激しくその形を変える組織内の部位を発見した。また、ミトコンドリア分裂や配置が異常な変異体ではそれらの器官が正常に機能しなかった。さらに、それらの器官の変異体ではミトコンドリアの形態応答が異常であった。以上の解析の結果、これまでほぼ未解明のミトコンドリアの形態が植物体機能に果たす役割について推測する手がかりを得た。

The purpose of this study is to clarify the physiological significance of the morphological diversity of the protein, to analyze the lipid profile, and to investigate the differentiation of the protein in tissues. In the first place, the relationship between the morphology of the protein and the reverse genetics of the protein is analyzed, and the relationship between the two factors is estimated. Specific to the latter, animal and yeast species, lipid and fatty acid exchange reactions, enzyme and protein metabolism are also determined. The plant body is divided into three parts: the first part is the body, the second part is the body, the third part is the body, the fourth part is the body. For one thing, the former is analyzed, the latter is determined, and the latter is preserved in the field of lipid-decomposing enzymes. The former and the latter are different in their analysis. The opposite is true. The above results show that the relationship between fatty acid metabolism and plant growth has not been clarified. The second is to analyze the occurrence of gene expression in the tissue of the first and second groups of patients. The organs are functioning normally. In addition, there are many different kinds of organs in the world. The results of the above analysis show that the morphology of plants and their functions have not been solved yet.

项目成果

Functional implications of cardiolipin on plant mitochondria

心磷脂对植物线粒体的功能影响

• 发表时间: 2013
• 作者: Holger Eubel;Kenta KATAYAMA;Jakob Petereit;Hans-Peter Braun;Magrit Frentzen;Hajime Wada
• 通讯作者: Hajime Wada

Biosynthesis of phosphatidylglycerol is essential for the development of thylakoid membranes.

磷脂酰甘油的生物合成对于类囊体膜的发育至关重要。

• 发表时间: 2012
• 作者: Kenta Katayama;S. Tanabashi;N. Nagata;H. Akbari;M. Frentzen;S. Arimura;N. Tsutsumi;H. Wada.;片山 健太;片山 健太;出村政彬;片山 健太;片山 健太;片山 健太;片山 健太;Kenta Katayama;Tatsushi Fukaya;Ryo Tanoue
• 通讯作者: Ryo Tanoue

Observation of plant intracellular structures by the variable incidence angle fluorescence microscopy

可变入射角荧光显微镜观察植物细胞内结构

• 发表时间: 2012
• 作者: Kenta Katayama;S. Tanabashi;N. Nagata;H. Akbari;M. Frentzen;S. Arimura;N. Tsutsumi;H. Wada.;片山 健太;片山 健太;出村政彬;片山 健太;片山 健太;片山 健太;片山 健太;Kenta Katayama;Tatsushi Fukaya;Ryo Tanoue;深谷 達史;Hajime Wada;深谷達史;Shin-ichi Arimura
• 通讯作者: Shin-ichi Arimura

Cardiolipin plays important roles in plant development

心磷脂在植物发育中发挥重要作用

• 发表时间: 2011
• 作者: Fukaya;T.;片山健太;田上遼;Kenta Katayama
• 通讯作者: Kenta Katayama

カルジオリピンに注目した植物ミトコンドリアの動態・機能解析

以心磷脂为中心的植物线粒体动力学与功能分析

• 发表时间: 2013
• 作者: 片山 健太;有村 慎一;和田 元;堤 伸浩
• 通讯作者: 堤 伸浩