BOR1遺伝子やシロイヌナズナ変異株を用いた植物のホウ素やケイ素の吸収利用機構の解明

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13760047
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤原 徹 東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80242163)
• Keywords: ホウ素 / シロイヌナズナ / マッピング / マイクロアレイ / 酵母 / BOR1遺伝子

Research Abstract

シロイヌナズナに存在する数個のBOR1の相同性遺伝子の破壊株を入手し,遺伝子破壊がホモに起っている株を確立した。確立した株について,ホウ素濃度の異なる培地で栽培を行い,野生型植物と生育の比較を行ったところ,低ホウ素濃度での根の伸長が野生型植物に比べて遅くなっている株が見つかった。これらの相同遺伝子のcDNAを入手して酵母で発現させたが,菌体内ホウ素に対する明確な影響は見られなかった。
BOR1とGFPの融合タンパク質を酵母で発現させたところ,菌体内ホウ素濃度の低下が見られた。このことは,今回の実験で作成したBOR1とGFPの融合タンパク質はBOR1と同様の活性を持つことを意味している。
BOR1遺伝子を過剰発現するシロイヌナズナ形質転換植物を作成し,導入遺伝子がホモになっている株を数株確立した。得られた株の一部では,低ホウ素濃度での生長が,過剰発現する株では劣っていた。GFPの融合遺伝子の発現の様子から,これらの株ではBOR1がほぼ全ての細胞で過剰発現していることを確認した。過剰発現によって,吸収されたホウ素が排出されてしまい,ホウ素栄養に対する感受性が増したものと考えられる。
ホウ素栄養によって発現制御を受ける遺伝子群をAffimetrix社のGene Tipマイクロアレイ技術を用いて検索したところ,多くの遺伝子の発現が変化していることが明らかになった。これらの遺伝子について,改めてシロイヌナズナを水耕栽培して誘導を確認したところ,アクアポリンの一種が低ホウ素栄養によって,誘導されることが確認された。

Research Products

• [Publications] Takano, J., Noguchi, K., Yasumori, M., Kobayashi, M., Gajdos, Z., Miwa, K., Hayashi, H., Yoneyama, T., Fujiwara, T.: "Arabidopsis boron transporter for xylem loading"Nature. 420. 337-340 (2002)