デンプン貯蔵器官アミロプラストの増殖の仕組み~色素体から伸長する管状構造ストロミュールの新規機能の提案~

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2025-07-09 上智大学

上智大学、琉球大学、理化学研究所の研究チームは、植物のデンプン貯蔵器官「アミロプラスト」が、ストロミュールという色素体の管状構造を通じて増殖する新たな仕組みを発見した。モデル植物シロイヌナズナの珠皮で新規解析系を確立し、ライブセルイメージングにより、ストロミュール内でのFtsZリング形成やデンプン粒輸送を観察。ストロミュールが柔軟な包膜構造と高い物質輸送能を持つことが示された。この成果は作物貯蔵器官の形成理解や品種改良への応用が期待される。

デンプン貯蔵器官アミロプラストの増殖の仕組み~色素体から伸長する管状構造ストロミュールの新規機能の提案~

図1.葉緑体とアミロプラストのFtsZリングの可視化.

<関連情報>

ライブ解析システムを用いたシロイヌナズナ卵胞形成におけるアミロプラスト複製研究 Using a Live Analysis System to Study Amyloplast Replication in Arabidopsis Ovule Integuments

Makoto T. Fujiwara,Rin Arakawa,Tomoko Abe,Ryuuichi D. Itoh

Bio-protocol  Published: Jun 5, 2025

DOI:https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5333

Abstract

Amyloplasts, non-photosynthetic plastids specialized for starch synthesis and storage, proliferate in storage tissue cells of plants. To date, studies of amyloplast replication in roots and the ovule nucelli from various plant species have been performed using electron and fluorescence microscopy. However, a complete understanding of amyloplast replication remains unclear due to the absence of experimental systems capable of tracking their morphology and behavior in living cells. Recently, we demonstrated that Arabidopsis ovule integument could provide a platform for live-cell imaging of amyloplast replication. This system enables precise analysis of amyloplast number and shape, including the behavior of stroma-filled tubules (stromules), during proplastid-to-amyloplast development in post-mitotic cells. Here, we provide technical guidelines for observing and quantifying amyloplasts using conventional fluorescence microscopy in wild-type and several plastid-division mutants of Arabidopsis.

Key features

  • Novel approach for investigating amyloplast differentiation and replication in plant cells.
  • Detection of stroma-labeled amyloplasts in whole-mount ovules using conventional fluorescence microscopy.
  • Facilitates quantitative and comparative analysis of amyloplast proliferation using various Arabidopsis resources.
  • Enables high-resolution analysis of changing amyloplast and stromule morphologies in living cells.
1202農芸化学
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