2015 Fiscal Year Annual Research Report
膜脂質層の分子的改変による、イオンストレスマルチ耐性植物の創生
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15H04466
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
我妻 忠雄 山形大学, 農学部, 客員教授 (70007079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (00374728)
小林 佑理子 岐阜大学, 応用生物科学部, 助教 (40610952)
渡部 敏裕 北海道大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (60360939)
俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 教授 (70179919)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | イオンストレスマルチ耐性 / 膜脂質組成改変 / リンリサイクリング能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
シロイヌナズナHMGやPAH2の過剰発現体ではAl耐性が向上し、高ステロール、低リン脂質がAl耐性向上に関与する可能性が示唆された。現在、脂質分析中である。また、Al誘導性根部発現プロモーターに融合した組換え体および、その二重組換え体を作成済みであり、順次耐性試験を行う。pah1pah2変異体はCd感受性となり、HMGおよびPAH2過剰発現体は、わずかにCd耐性向上を示した。イネのHMG過剰発現組換え体の中からAl耐性が強化された系統を選抜した。今後、脂質分析、遺伝子発現解析を行う予定である。
PAH1過剰発現ホモ３系統イネの生育、リン含有率は、リン欠乏条件下ではwild-type（コシヒカリ）と同程度であったが、リン十分条件下ではwild-typeよりも、いずれも高かった。このことから、PAH1過剰発現イネは、wild-typeがPAH遺伝子発現上昇を起こさない低リン条件下でも、リン利用効率を増大させ生育を向上させる可能性があると予想された。リン欠乏前処理イネは、標準リン処理イネに比較して、Na過剰条件下で根Na含有率が低く、根伸長が大きかった。Ni過剰条件下においても同様の傾向であり、低Ni含有率、大きな根伸長を示した。以上の結果は、リン欠乏処理での根細胞膜のリン脂質低下によって、Na、Ni吸着量が減少し、膜損傷が抑えられることを示唆する。シロイヌナズナの低リン耐性Fr2、En-T系統、弱いLer-2系統のマイクロアレイを比較した結果、リンリサイクリング能や低リン応答性の多くの遺伝子の発現は耐性２系統で強く誘導された。低リン耐性が異なるイネ７品種を無・標準リン条件下で水耕栽培し、地上部・根部をリピドーム解析した。低リン耐性の高い赤米は他の品種よりも、無リン条件下で非リン脂質が高く、リン脂質が低かった。低リン条件下での脂質再構成、脂質再構成の品種間差が明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
モデル植物であるシロイヌナズナのみならずイネにおいても、HMG、PAH両遺伝子の過剰発現体の作製に成功した。また、これらで、Al耐性のみならず重金属類、Naへのイオンストレスマルチ耐性を明らかにしつつある。また、組換え体のリピドーム解析にも一部成功しており、手法を確立した。以上は、本課題で掲げた予想の妥当性を示している。以上により、本研究課題は順調に成し遂げられていると評価される。
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| Strategy for Future Research Activity |
イオンストレスマルチ耐性を広範囲に明らかにするとともに、遺伝子発現解析、リピドーム解析を進める。これらは、これまでの研究遂行の実績から、十分に実施できるものと判断される。
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