イネ根における4種類のアンモニウム輸送体の機能分担機構の解明
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19J00190
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
小西 範幸 岡山大学, 資源植物科学研究所, 特別研究員(SPD)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | アンモニウム / イネ / トランスポーター / 窒素代謝 / アンモニウム輸送体 / 根 / 極性局在 / 小胞体 |
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| Outline of Research at the Start |
水田で生育するイネは、アンモニウムを主要な窒素源とし、アンモニウムを迅速に吸収・代謝できる。しかし、イネのアンモニウム吸収の分子メカニズムには不明な点が多く残されている。本研究では、酵母でアンモニウムの吸収活性を相補できる4種類のイネのアンモニウム輸送体 (AMT) に着目し、イネ体内におけるこれら4種類のAMTの機能分担機構の解明を目指す。さらにアンモニウム同化の初発反応を触媒するグルタミン合成酵素とAMTの相互作用の有無を検討し、吸収と代謝の両側面から、イネがアンモニウムを効率的に利用できる分子メカニズムの解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
1．これまでに、3種類のAMT1分子種 (AMT1;1, AMT1;2, AMT1;3) が遠心側の細胞膜に極性局在すること、および、ERにも局在することを見出した。しかし、これらの現象が引き起こされるメカニズムや生理的意義は不明なままである。極性局在にはリン酸化が関与しうること、AMT1の活性制御にC末端のリン酸化が関わることが知られていることから、AMT1;2の主要な細胞質領域であるC末端のリン酸化されうる8か所のアミノ酸残基に着目し、細胞内局在と活性の制御におけるリン酸化の影響を検討した。これら8アミノ酸にリン酸化または脱リン酸化を模倣した変異を導入した変異型AMT1;2-Flagをamt1三重変異体に導入し、Flagタグを用いた免疫染色で細胞内局在を、根におけるアンモニウム吸収実験で活性を評価した。これまでに検討したすべての変異型AMT1;2において、極性やER局在への明確な影響は見られなかった。一方、吸収活性に関しては、1アミノ酸の置換によって活性が著しく低下するリン酸化サイトを複数見出した。興味深いことに、1か所以上の残基でリン酸化模倣による活性低下がみられ、少なくとも2か所の残基で脱リン酸化模倣による活性低下がみられた。この結果から、複数のリン酸化と脱リン酸によって、AMT1;2の活性が細やかに調節される可能性が示唆された。
2．これまでの解析でいずれの窒素条件でもamt2三重変異体は明確な表現型を示さなかった。amt2三重変異体ではAMT1分子種がAMT2の欠損を機能的に相補すると考え、amt1三重変異体にAMT2分子種の変異を加えた四重、五重、六重変異体を作出した。
3． GS1と相互作用する膜タンパク質をGS1;2 promoter::GS1;2-Flagを導入したイネの根を用いた免疫沈降で探索したが、候補となる輸送体を見出すことができなかった。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(10 results)
