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アルカリ性塩類耐性極強野生植物において耐性機構に関連する遺伝子の同定

Research Project

Project/Area Number 18658001
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Breeding science
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高野 哲夫  The University of Tokyo, アジア生物資源環境研究センター, 准教授 (30183057)

Project Period (FY) 2006 – 2007
Project Status Completed (Fiscal Year 2007)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Keywordsアルカリ性土壌 / 耐塩性機構 / マイクロアレイ / 耐性植物 / ストレス耐性 / トランスポーター / アンチポーター / ナトリウム
Research Abstract

前年度の研究の結果、中国東北部のアルカリ塩類集積土壌に野生するPuccinellia tenuifloraおよびChloris virgataにおける高度の耐塩性機構に関与する事が予想された遺伝子について詳細な解析を行った.特に、Na+/H+アンチポーター(NHA、 NHX)、カリウムトランスポーター(HKT)、細胞膜PMP3タンパク質(PMP3)、DREBタンパク質およびカリウムチャンネルの遺伝子(cDNA)の全長を単離し、解析した.最初にそれぞれの遺伝子の環境ストレスに対する発現応答について調べた.多くの遺伝子は環境ストレス処理に応答して発現が変化する事から、ストレスに対する植物の応答に関与する事が考えられた.次にそれらの遺伝子を酵母発現用のベクターに組み込みこんだプラスミドを構築し、酵母(Saccharomyces cerevisiae)に導入した.その結果、酵母でそれらの遺伝子を高発現させる事により、酵母のストレス耐性(塩、高浸透圧等)が向上する事が明らかになった.そこで、それらの遺伝子をpBI121ベクターのCaMV35Sプロモーターの下流に挿入した植物形質転換用プラスミドを構築し、アグロバクテリウムを介してシロイヌナズナ(系統:Columbia)に導入した.その結果、ほとんどの形質転換シロイヌナズナの耐塩性、高浸透圧耐性、活性酸素発生薬品耐性、低温耐性、乾燥耐性が向上する事が確認できた.またNHAとNHXについてはpActNOSベクターのイネアクチンプロモーターの下流に遺伝子を挿入したプラスミドを構築し、イネ(品種:日本晴)に導入した.形質転換イネの耐塩性について現在解析を進めている.

Report

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

    (16 results)

All 2008 2007 2006

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (5 results)

  • [Journal Article] Characterization of two plasma membrane protein 3 genes (PutPMP3) from alkali grass, Puccinellia tenuiflora, and functional comparison with homologues OsLti6a/b from rice.2008

    • Author(s)
      Zhang, C., Nishiuchi, S., Liu, S. and Takano, T.
    • Journal Title

      Biochemisly and Molecular Biology Reports 掲載確定

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cloning and functional comparison of a high-affinity K+transporter gene PhaHKT1 of salt-tolerant and salt-sensitive reed plants.2007

    • Author(s)
      Takahashi, R., Liu, S., Takano, T.
    • Journal Title

      J.Exp. Bot. 58

      Pages: 4387-4395

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cloning and functional analysis of the K+transporter PhaHAK2 from salt-sensitive and salt-tolerant reed plants.2007

    • Author(s)
      Takahashi, R., Nishio, T., Ichizen, N. and Takano, T.
    • Journal Title

      Biothechnology Letters 29

      Pages: 501-506

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Salt-tolerant reed plants contain lower Na+ and higher K+ than salt-sensitive reed plants.2007

    • Author(s)
      Takahashi, R., Nishio, T., Ichizen, N. and Takano, T.
    • Journal Title

      Acta Physiologiae Plantarum. 29

      Pages: 431-138

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on the tolerance mechanism of alkaline soil-tolerant wild plants.2007

    • Author(s)
      Takano, T., Zhang, X., Liu, S.
    • Journal Title

      Molecular Plant Breeding 5

      Pages: 292-292

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High-affinity K+ transporter PhaHAK5 is expressed only in salt-sensitive reed plants and shows Na+ permeabnity under NaCl stress.2007

    • Author(s)
      Takahashi, R., Nishio, T., Ichizen, N. and Takano, T.
    • Journal Title

      Plant Cell Reports 26

      Pages: 1673-1679

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isolation and characterization of a metallothionein-1 protein in Chloris virgata swartz that enhances stress tolerances to oxidative, salinity, and carbonate stress in yeast.2007

    • Author(s)
      Nishiuchi, S., Liu S., Takano, T.
    • Journal Title

      Biotechnology letters 29(印刷中)

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] アルカリ性塩に対するイネの遺伝子発現応答の綱羅的解析2007

    • Author(s)
      西内俊策, 張欣欣, 梁涵, 管清杰, 柳参奎, 高野哲夫
    • Journal Title

      育種学研究 9巻別冊1号

      Pages: 157-157

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] アルカリ性土壌耐性極強植物Puccinellia tenuifloraの耐性機構解明に関する研究(2)Na+/H+ アンチポーター遺伝子 (PutNHX、PutNHA)のクローニングと機能解析2007

    • Author(s)
      阿部奈津希, 解麗娜, 西内俊策, 柳参奎, 高野哲夫
    • Journal Title

      育種学研究 9巻別冊1号

      Pages: 270-270

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] アルカリ性土壌耐性極強植物Chloris virgata Swartzの耐性機構解明に関する研究(2)Metallothioneon-like proteinの解析2006

    • Author(s)
      西内俊策, 解麗娜, 柳参奎, 高野哲夫
    • Journal Title

      育種学研究 8巻別冊2号

      Pages: 302-302

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      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] アルカリ性土壌耐性極強植物Puccinellia tenuifloraの耐性機構解明に関する研究(1)炭酸塩ストレスに対する応答2006

    • Author(s)
      解麗娜, 阿部奈津希, 西内俊策, 柳参奎, 高野哲夫
    • Journal Title

      育種学研究 8巻別冊2号

      Pages: 303-303

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      2006 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional analysis of a stress-induced PutDREB gene from the alkali grass, Puccinellia tenuiflora.2008

    • Author(s)
      Zhang, C., Liu, S. and Takano, T.
    • Organizer
      平成20年度日本育種学会春季大会
    • Place of Presentation
      明治大学、川崎
    • Year and Date
      2008-03-28
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  • [Presentation] Cloning of a gene for K+channel β subunit, KputB1, from Puccinellia tenuiflora and its expression characterization.2008

    • Author(s)
      Ardie, S., Nishiuchi, S., Liu, S. and Takano, T.
    • Organizer
      平成20年度日本育種学会春季大会
    • Place of Presentation
      明治大学、川崎
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Isolation and functional analysis of plasma membrane protein 3 (PMP3) genes in Puccinellia tenuiflora.2007

    • Author(s)
      Zhang, C., and Takano, T.
    • Organizer
      平成19年度日本育種学会秋季大会
    • Place of Presentation
      山形大学、鶴岡
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Cloning and functional analysis of the K+ transporter, PutHKT1, from a salt tolerant plant puccinellia tenuiflora.2007

    • Author(s)
      Ardie, S., Xie, R., Takahashi, R., Abe, N., Liu, S. and Takano,
    • Organizer
      平成19年度日本育種学会秋季大会
    • Place of Presentation
      山形大学、鶴岡
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Cloning and characterization of plasma membrane H+-ATPase (PMA) genes from salt-tolerant plants Puccinellia tenuiflora and Chloris virgata.2007

    • Author(s)
      Zhang, X., Liu, S. and Takano, T.
    • Organizer
      平成19年度日本育種学会秋季大会
    • Place of Presentation
      山形大学、鶴岡
    • Year and Date
      2007-09-23
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2006-04-01   Modified: 2016-04-21  

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