2000 Fiscal Year Annual Research Report
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12460030
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
西澤 直子 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (70156066)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中西 啓仁 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80282698)
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| Keywords | 鉄欠乏 / イネ科植物 / オオムギ / ムギネ酸類 / デオキシムギネ酸合成酵素 / ケト体還元酵素 / 鉄キレーター / トランスポーター |
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| Research Abstract |
イネ科植物は鉄欠乏をシグナルとして,鉄キレーターであるムギネ酸類を合成,分泌することによって,根圏の不溶態の鉄を可溶化し,ムギネ酸-鉄錯体として再吸収するという巧妙な鉄獲得機構をもっている.本研究は,ムギネ酸類生合成に関わる酵素のうち未同定のまま残されているケト体還元酵素遺伝子と,ムギネ酸-鉄錯体の吸収を担うトランスポーターの遺伝子を単離,解析することにより,イネ科植物の鉄獲得の分子機構を明らかにすることを目的としている.本年度は,ケト体還元酵素遺伝子の単離を目指した.ケト体還元酵素が属すると考えられる,アルドーケト還元酵素スーパーファミリー内に存在する高い保存領域のアミノ酸配列をもとに,ディジェネレイトプライマーを作製し,鉄欠乏オオムギ根より調製したcDNAライブラリーを鋳型としてPCRを行った.増幅された断片をプローブに用いて,鉄欠乏オオムギ根より調製したcDNAライブラリーのスクリーニングを行い,3つの候補cDNAの全長を得た.いずれのクローンも鉄欠乏処理によってその発現が顕著に誘導された.これらの塩基配列を決定したところ,イネのグルタチオン還元酵素と最も高い相同性を示した.得られた遺伝子がコードするタンパク質を大腸菌で大量発現させ,ケト体からデオキシムギネ酸を生成する還元酵素活性を持つかどうかを現在検定中である.ケト体還元酵素,すなわちデオキシムギネ酸合成酵素遺伝子を単離することができれば,ムギネ酸合成経路上の酵素のすべての遺伝子が同定されたことになる.
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[Publications] Higuchi et al.: "Nicotianamine synthase gene expression differs in barley and rice under Fe-deficient conditions."Plant Journal. 25. 159-168 (2001)
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[Publications] Kobayashi et al. : "In-vivo evidence that Ids3 from Hordeum vulgare encodes a dioxygenase that converts 2'-deoxymugineic acid to mugineic acid in transgenic rice."Planta. in press. (2001)
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[Publications] Nakanishi et al.: "Two dioxygenase genes, Ids3 and Ids2, from Hordeum vulgare are involved in the biosynthesis of mugineic acid family phytosiderophores."Plant Molecular Biology. 44. 199-207 (2000)
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[Publications] Singh et al.: "Ability of ancestral wheat species to secrete MAs in response to Fe deficiency."Journal of Plant Nutrition. 23. 1973-1981 (2000)
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[Publications] Yamaguchi et al.: "Induction of the IDII gene in Fe-deficient barley roots :"Soil Science and Plant Nutrition. 46. 1-9 (2000)
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[Publications] Yamaguchi et al.: "Isolation and characterization of IDI2, a new Fe-deficiency induced cDNA from barley roots, which encodes a protein related to the eIF2Ba."Journal of Experimental Botany. 51. 2001-2007 (2000)
