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植物のニッケル及びマンガン超集積におけるZIP/NRAMPトランスポーターの役割

Research Project

Project/Area Number 18056009
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionMie University

Principal Investigator

小畑 仁  Mie University, 大学院・生物資源学研究科, 教授 (70024594)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水野 隆文  三重大学, 大学院・生物資源学研究科, 准教授 (50346003)
Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥4,600,000 (Direct Cost: ¥4,600,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Keywords超集積性植物 / ニッケル耐性 / 亜鉛輸送能 / TjZNT1 / 2 / TjNRAMP4 / 自己阻害領域 / トランスポーターファミリー / ZIP / NRAMP / 重金属超集積性植物 / タカネグンバイ / コシアブラ / ニッケル / マンガン
Research Abstract

昨年度の研究に引き続き、ニッケル超集積性植物タカネグンバイから単離した二価金属トランスポーターTjZNT1および2を、HAタグを取り除いた条件で酵母で発現した結果、ニッケル耐性はTjZNT2のみ有することが明らかとなった。亜鉛輸送能を持ちニッケル耐性を持たないTjZNT1と、亜鉛輸送能は持たないがニッケル耐性を有するTjZNT2について、TjZNT1/2のキメラタンパク質および点変異体を用い、基質選択およびニッケル耐性に関与する領域の同定を試みた。その結果、TjZNT2のN末端領域が、Zn^<2+>輸送を妨げる自己疎外領域であることが示唆された。またN末端領域の置換はニッケル耐性能力も逆転し、TjZNT2の自己阻害領域はTjZNT2ニッケル耐性能にも関与していることが明らかとなった。本年度の研究により亜鉛輸送とニッケル耐性に何らかの関係があること、少なくともその調節が同じ領域で行われていることが明らかとなった。
TjZNTlおよび2(HAタグ付き)をシロイヌナズナに導入し、第三世代までの組み換えラインを作成後、各トランスポーターの発現がシロイヌナズナのニッケル耐性と集積に与える影響について検討した。その結果、TjZNT2導入植物の根は野生株の約1.7倍のニッケルを集積した。以上の実験結果などより、植物体においてTjZNTl(HAtag付き)は、植物のシロイヌナズナ全体の耐性上昇、TjZNT2は地下部におけるニッケル集積に関与する可能性が示唆された。
タカネグンバイ由来TjNRAMP4のシロイヌナズナでの発現系構築と発現植物体のNi輸送・集積能力の検討を行った。その結果、植物体ではTjNRAMP4は他のNRAMP同様液胞膜に存在し、液胞への金属の隔離に作用している可能性が示唆された。

Report

(2 results)
  • 2007 Annual Research Report
  • 2006 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Cloning of ZIP family metal transporter genes from a Mn hyperaccumulator plant Chengiopanax sciadophylloides, and its metal transport and resistance abilities in yeast.2008

    • Author(s)
      Mizuno T, 他
    • Journal Title

      Soil Sci. Plant Nutr. 54

      Pages: 86-94

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the basis for Ni tolerance conferred by the expression of TjZntl and TjZnt2 in yeast strains.2007

    • Author(s)
      Mizuno T, 他
    • Journal Title

      Plant Physiol. Biochem. 45

      Pages: 371-378

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Continual pH lowering and manganese dioxide solublization in the rhizosphere of the Mn-hyperaccumulator plant Chengiopanax sciadophylloides.2006

    • Author(s)
      Mizuno, T., Hirano, K., Hosono A., Kato, S., Obata, H.
    • Journal Title

      Soil Sci. Plant Nutr. 52

      Pages: 726-733

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Age-dependent manganese hyperaccumulation in Chengiopanax sciadophylloides (Araliaceae).

    • Author(s)
      Mizuno T, 他
    • Journal Title

      J. Plant Nutr. (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Involvement of histidine-rich domain of ZIP family transporter TjZNTl in metal ion specificity.

    • Author(s)
      Nishida S, 他
    • Journal Title

      Plant Physiol. Biochem. (In press)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Investigation of the basis for Ni tolerance conferred by the expression of TjZnt1 and TjZnt2 in yeast strains

    • Author(s)
      Mizuno, T., UsuI.K., Nishida, S., Unno, T., Obata, H
    • Journal Title

      Plant Physiol. Biochem. (accepted)

    • NAID

      120001415152

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑化用ソバの鉛耐性における多剤耐性関連タンパク質FeMRP3の関与2007

    • Author(s)
      水野隆文, 他
    • Organizer
      第二回トランスポーター研究会
    • Place of Presentation
      東京(昭和大学)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 鉛集積既ソバ由来FeMRP3の発現による鉛耐性・集積性の向上2007

    • Author(s)
      水野隆文, 他
    • Organizer
      日本土壌肥料学大会
    • Place of Presentation
      東京(東京農業大学)
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
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    • Author(s)
      西田 翔, 他
    • Organizer
      日本土壌肥料大会
    • Place of Presentation
      東京(東京農業大学)
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Thlaspi japonicum由来TjZnt1および2の発現がシロイヌナズナのニッケル耐性こ及ぼす影響2007

    • Author(s)
      海野孝至, 他
    • Organizer
      日本土壌肥料学大会
    • Place of Presentation
      東京(東京農業大学)
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      2007 Annual Research Report
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    • Author(s)
      加藤温子, 他
    • Organizer
      日本土壌肥料学大会
    • Place of Presentation
      東京(東京農業大学)
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  • [Presentation] Role of Multidrug-resistance Associated Protein Homolog FeMRP3 for Lead Tolerance of Common Buckwheat.2007

    • Author(s)
      Mizuno T, 他
    • Organizer
      8th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science.
    • Place of Presentation
      Tsukuba Japan
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Pb accumulation from soil in Common Buckwheat.2007

    • Author(s)
      Tamura H, 他
    • Organizer
      8th Conference of the East and Southeast Asian Federation of Soil Science.
    • Place of Presentation
      Tsukuba Japan
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      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Characteristics of Mn hyperaccumulation in Chengiopanaxsciadophylloides and its Mn acquirement mechanism.2007

    • Author(s)
      T. Mizuno, 他
    • Organizer
      特定領域研究 植物の養分吸収と循環系-膜輸送を担う分子の同定と制御 第2回ワークショップ
    • Place of Presentation
      東京(東京大学)
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      2007 Annual Research Report
  • [Book] ィールドの基礎化学-その応用と展開への道しるべ2007

    • Author(s)
      水野直治・水野隆文
    • Publisher
      産業図書
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2018-03-28  

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