植物のナトリウムの取り込みに関与する新規な輸送体の同定

• Project/Area Number: 22880020
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Plant nutrition/Soil science
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 上田 晃弘 広島大学, 大学院・生物圏科学研究科, 講師 (10578248)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥2,938,000 (Direct Cost: ¥2,260,000、Indirect Cost: ¥678,000); Fiscal Year 2011: ¥1,404,000 (Direct Cost: ¥1,080,000、Indirect Cost: ¥324,000); Fiscal Year 2010: ¥1,534,000 (Direct Cost: ¥1,180,000、Indirect Cost: ¥354,000)
• Keywords: 塩ストレス / シロイヌナズナ / ナトリウム / 遺伝子発現解析 / カリウム / 植物栄養

Research Abstract

環境ストレスの一種である塩害(塩ストレス)は植物の生産性を著しく減少させる。植物の耐塩性を向上させるには,どのようにして塩を体内に貯めこまないようにするのかが重要である。本研究では植物において未だ不明なナトリウムの吸収経路を同定することを目的とし,主にシロイヌナズナを用いて研究を行った。外部環境からのナトリウム吸収に関与していると考えられるccc遺伝子の発現解析をRT-PCR法により行った。組織間でのccc遺伝子の発現の差異を調べたところ,発芽後10日程度の実生で最も発現量が多く,個体の発達に従って葉や茎における発現量が次第に減少することがわかった。ccc遺伝子の塩ストレスへの応答を調べたところ,NaClストレス処理後5時間目には発現量が減少したことから,シロイヌナズナでは塩ストレス下においてナトリウムの吸収量を減少させている可能性が示唆された。カリウム欠乏条件下ではccc遺伝子の発現量が増加すること,またカリウムを再添加することでccc遺伝子の発現量が減少することがわかった。シロイヌナズナccc変異体の表現型を野生株と比較したところ,低濃度のカリウム添加(カリウム栄養飢餓)条件下ではその生育は抑制され,高濃度のカリウム添加(高カリウムストレス)条件下では野生株よりも耐性を示した。また高濃度のナトリウム添加(高ナトリウムストレス)条件下でも野生株よりも生育量が大きかった。
以上の結果から,CCCはシロイヌナズナにおいてナトリウムとカリウム両方の吸収に関与し,その遺伝子発現は生育環境でのナトリウムやカリウム濃度によって制御されていることがわかった。