共生窒素固定に関わるABCトランスポータLjPDRの輸送機能と根粒形成の制御

• Project/Area Number: 20053009
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 矢崎 一史 Kyoto University, 生存圏研究所, 教授 (00191099)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2009: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2008: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ABCトランスポータ / LjPDR / LjABCG1 / 根粒形成 / ミヤコグサ / ジャスモン酸 / LiPDR

Research Abstract

LjPDR(=LjABCG1)はG-サブファミリーに属するフルサイズのABC蛋白質で、従前はPDRと呼ばれていたグループに属する構成員である。この遺伝子は、ミヤコグサの根のみで発現しており、根粒形成によって強く誘導されることが明らかになっている。その発現部位をPromoter::GUS植物を作成し、切片を調製して調べた所、若い根のプライモディア、根端、若い根の中心柱で発現していること、根粒形成によって、その維管束部分から若い根粒にかけての維管束組織の周りで強く発現することが明らかとなった。このトランスポータの発現は、根粒が成熟すると発現は消失することから、根粒の機能維持というより根粒組織を形成の段階で重要な役割を果たしているトランスポータであろうことが次第に分かってきた。なお局在膜は、ペプチド抗体を用いたウエスタン法で、細胞膜であることも示した。
輸送活性をアッセイするために、出芽酵母、バキュロウイルス(昆虫培養細胞Sf9)の系でこの膜蛋白質を発現させることを試みたが、いずれに計においても蛋白質として発現することが認められていない。現在は植物細胞であるタバコBY-2の培養細胞をホストとしてこのミヤコグサのABCトランスポータが発現できないか試している所である。
LjABCG1遺伝子の植物における機能を知るため、RNAiによる発現抑制植物を多数作成し、その表現型を調べた結果、根粒の数には直接の影響は現在の所認められていないが、根の伸長あるいは発達に本遺伝子が深く関わっていることを示唆するデータを得た。

Research Products

• [Journal Article] Phytoalexins (2010)
  • Author(s): Yazaki, K.
  • Journal Title: McGraw Hill Encyclopedia of Science & Technology (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cell and molecular biology of ATP-binding cassette proteins in plants. (2009)
  • Author(s): Yazaki, K., et al.
  • Journal Title: Intl.Rev.Cell Mol.Biol. 276 Pages: 263-299
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unusual expression of an Arabidopsis ATP-binding cassette transporter ABCC11 (2009)
  • Author(s): Kamimoto, Y.
  • Journal Title: Plant Biotechnol. 26 Pages: 261-265
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vacuolar transport of nicotine is mediated by a novel multidrug and toxic compound extrusion (MATE) transporter in Nicotiana tabacum (2009)
  • Author(s): Morita, M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 106 Pages: 2447-2452
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Secondary transport as an efficient membrane transport mechanism for plant secondary metabolites (2008)
  • Author(s): Yazaki, K.
  • Journal Title: Phytochem. Rev. 7 Pages: 513-524
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 植物における生理活性物質の膜輸送と蓄積-動物との類似性と相違- (2010)
  • Author(s): 矢崎一史
  • Organizer: 日本薬学会第130年会
  • Place of Presentation: 岡山
  • Year and Date: 2010-03-28
• [Presentation] マメ科植物ミヤコグサABCタンパク質LjABCG1の発現および機能解析 (2010)
  • Author(s): 福田正充
  • Organizer: 第51回日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-03-20
• [Presentation] ミヤコグサABCタンパク質LjABCG1の発現および機能解析 (2009)
  • Author(s): 福田正充
  • Organizer: 第19回植物微生物研究会
  • Place of Presentation: 松本
  • Year and Date: 2009-09-08
• [Presentation] ミヤコグサ根粒の非感染細胞で発現するABCタンパク質の解析 (2009)
  • Author(s): 高梨功次郎
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-03-22
• [Book] Cell and molecular biology of ATP-binding cassette proteins in plants (2009)
  • Author(s): Yazaki, K.
  • Publisher: Elsevier(印刷中)