1994 Fiscal Year Annual Research Report

栄養ストレス下における植物生産-栄養ストレス耐性植物の育成

Research Project

Project/Area Number	05278105
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	茅野充男東京大学, 農学部, 教授 (10007677)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小畑仁三重大学, 生物資源学部, 助教授 (70024594) 米田好文北海道大学, 理学部, 教授 (10124215) 但野利秋北海道大学, 農学部, 教授 (40001440) 関谷次郎京都大学, 農学部, 教授 (10035123) 松本英明岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (80026418)
Keywords	植物 / 栄養ストレス耐性 / 食糧生産 / 遺伝子 / 形質転換 / メタロチオネイン / フィトケラチン / 酸性フォスファターゼ
Research Abstract	栄養ストレス耐性植物の育成を目的とし、酸性土壌におけるAlおよび重金属の過剰、低投入農業の実施に伴うK,P,S欠乏に耐性の植物の研究を行っている。 Al耐性に関わる遺伝子を解析した(松本)結果、タバコ培養細胞ではAl毒性機構は鉄イオンが関与する活性酸素障害と関連していることが示され、Alストレスを与えたリン酸欠乏タバコ培養細胞でAl特異的に発現する4種の遺伝子の塩基配列より、そのひとつは活性酸素障害耐性との関連が示唆されるグルタチオンSトランスフェラーゼ遺伝子と推定された。Cuに着目したメタロチオネイン遺伝子の探索とその機能解析(茅野)およびCdに着目したフィトケラチン合成に関わる遺伝子の解析(小畑)を行なった結果、アラビドプシスからメタロチオネイン染色体DNAをクローニングし、塩基配列を決定し、構造遺伝子上流のプロモーター領域に関する情報を得た。このプロモーターの機能解析のためにプロモーター領域にGUS遺伝子を融合したキメラ遺伝子を構築しアラビドプシスに導入した。また、イネ無細胞抽出液でグルタチオンからのフィトケラチン合成に成功した。Sストレス下での代謝系の解析とその酵素の精製を試みた(関谷)結果、S欠乏による成長低下を防御するためにAPSトランスフェラーゼがkey enzymeであると確定し、その遺伝子の単離を試みた。P欠乏に関して、酸性フォスファターゼの部分アミノ酸配列をもとにcDNAを単離して塩基配列の決定を試みた(但野)結果、得られた酸性フォスファターゼのN末端アミノ酸30残基をもとにPCR法により870bpのcDNAが得られ、その塩基配列を決定したところ、これまでにないフォスファターゼ遺伝子であることが明かとなった。K欠乏に関しては高親和性K^+チャンネル遺伝子をタバコやペチュニアに導入して低K耐性植物の育成を試みた(米田)結果、シロイヌナズナから得られたK^+ チャンネル遺伝子、KAT1とAKT1をタバコ植物体へ導入することに成功した。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] M.Y.Hirai et al.: "Differential regulation of soybean seed storage protein gene promoter-GUS fusions by exogenously applied methionine in transgenic Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.35. 927-934 (1994)
[Publications] S.Naito et al.: "Maternal effects of mto 1 mutation,that causes overaccumulation of soluble methionine,on the expression of a soybean β-conglycinin gene promoter-GUS fusion in transgenic Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.35. 1057-1063 (1994)
[Publications] K.Inaba et al.: "Isolation of an Arabidopsis thaliana mutant,mto1,that overaccumulates soluble methionine.Temporal and spatial patterns of soluble methionine accumulation." Plant Physiol.104. 881-887 (1994)
[Publications] Y.Ishiwatari et al.: "Thioredoxin h is one of the major proteins in rice phloem sap." Planta. 195. 456-463 (1995)
[Publications] S.Nakamura et al.: "Detection and characterization of Ca-dependent protein kinase in rice phloem sap." Plant Cell Physiology. 36. 19-27 (1995)
[Publications] 松本英明: "低pH土壌と植物植物におけるAl耐性の生理生化学" 日本土壌肥料学会編博友社, 236 (1994)

1994 Fiscal Year Annual Research Report

栄養ストレス下における植物生産-栄養ストレス耐性植物の育成

Principal Investigator

茅野 充男 東京大学, 農学部, 教授 (10007677)

Research Products

[Publications] M.Y.Hirai et al.: "Differential regulation of soybean seed storage protein gene promoter-GUS fusions by exogenously applied methionine in transgenic Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.35. 927-934 (1994)

[Publications] S.Naito et al.: "Maternal effects of mto 1 mutation,that causes overaccumulation of soluble methionine,on the expression of a soybean β-conglycinin gene promoter-GUS fusion in transgenic Arabidopsis thaliana." Plant Cell Physiol.35. 1057-1063 (1994)

[Publications] K.Inaba et al.: "Isolation of an Arabidopsis thaliana mutant,mto1,that overaccumulates soluble methionine.Temporal and spatial patterns of soluble methionine accumulation." Plant Physiol.104. 881-887 (1994)

[Publications] Y.Ishiwatari et al.: "Thioredoxin h is one of the major proteins in rice phloem sap." Planta. 195. 456-463 (1995)

[Publications] S.Nakamura et al.: "Detection and characterization of Ca-dependent protein kinase in rice phloem sap." Plant Cell Physiology. 36. 19-27 (1995)

[Publications] 松本英明: "低pH土壌と植物 植物におけるAl耐性の生理生化学" 日本土壌肥料学会編 博友社, 236 (1994)

茅野充男東京大学, 農学部, 教授 (10007677)

[Publications] 松本英明: "低pH土壌と植物植物におけるAl耐性の生理生化学" 日本土壌肥料学会編博友社, 236 (1994)