ダイズ種子における貯蔵タンパク質の集積制御機構の解明

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12760041
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 大竹 憲邦 新潟大学, 農学部, 助手 (50313507)
• Keywords: ダイズ / 窒素欠乏 / 貯蔵タンパク質 / β-コングリシニン / β-サブユニット / 糖 / 有機酸 / アミノ酸

Research Abstract

これまで我々は、根粒非着性系統ダイズを低窒素培地で栽培するとβ-サブユニットの集積が著しく抑制されるが、種子生育期間中植物体に高濃度の窒素を与えると2日以内にβ-サブユニットの集積が認められ、種子内の遊離Asn濃度が増加することを報告した。さらに、in vivoならびにin vitroにおいて、β-サブユニット集積は未熟種子に対するGlnの供給が必須ではあるが阻害剤添加実験によりGlnそのものが集積シグナルになっているのではないこと示した。今回我々はβ-サブユニット集積に対するいくつかのアミノ酸、植物ホルモン及び有機酸および糖応答性について調査した。
根粒非着性系統ダイスを0.5mM硝酸ナトリウムを含む培地で栽培した。播種後70日に開花後38-45日の未熟種子をin vitro培養に供した。対照区として62.5mMのGlnを含む培地を用いた。Glnを含まない(-N区)と-N培地に窒素源としてGlu,Asp,Alaをそれぞれ終濃度62.5mMとなるように添加した。またサイトカイニン(Zeatin)を終濃度10μM,100μMとなるように添加した。-N培地に有機酸として窒素の初期同化と関連が高いTCA回路のα-ケトグルタル酸(α-KG)、オキサロ酢酸(OAA)、クエン酸(Cit)をそれぞれ10μMあるいは100μM添加した。しかし、β-サブユニットmRNAはGln添加培地以外では検出できなかった。
炭素源としての糖の必要性を調査する目的で培地シュクロース濃度を0,0.5,2.5,5%とし、供給グルタミン濃度が65.5mMのときのβ-サブユニット集積を調査した。その結果培地に十分に窒素がある状態であってもシュクロースが供給されないとβ-サブユニットmRNA集積はおこらないことを発見した。

Research Products

• [Publications] Norikuni Ohtake et al.: "Rapid N transport to pods and seeds in N-deficient sagbean plants"Journal of Experimental Botany. 52・355. 1-7 (2001)
• [Publications] Norikuni Ohtake et al.: "Temporary Application of Nitrate to Nitrogen-Deficient Soybean plants at the Mid-to Late-Stage of Seed Development Increased the Accumulation of the β-subunit of β-conglycinin"Soil Science and Plant Nutrition. 47・1. (2001)