2017 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive analysis of molecular basis for Mn homeostasis in plants
| Project/Area Number |
15K18660
|
|---|
| Research Institution | Kochi University |
|---|
Principal Investigator |
上野 大勢 高知大学, 教育研究部総合科学系生命環境医学部門, 准教授 (90581299)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | イネ / マンガン / 恒常性 / 耐性 / 輸送体 / トランスポーター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はイネのマンガン(Mn)恒常性を包括的に理解することを目的としてきた．一部のMn輸送体が転写後修飾によりタンパク質レベルが調整される現象が観察されたため，ポリソーム解析を介した未同定のMn恒常性に関わる遺伝子の単離を試みたが，指標とする輸送体の変動を確認できなかった．その一方で，様々な組織で働くCDFファミリーに属する輸送体3種(MTP8.2/9/11)がMn恒常性に重要な役割を果たすことを明らかすることができた．本年度はノックアウト株の解析等を通じ，MTP11の役割の全容解明を試みた．
まず，MTP11の発現部位と細胞内局在を調べた．MTP11は栄養生長期においてMn濃度の高い下位葉で高発現していた．また，生殖生長期には穂および果柄でも構成的に高発現していた．次に，イネプロトプラストにおいてMTP11:GFPを一過的に発現させたところ，GFPのシグナルはトランスゴルジマーカーであるKAM1ΔC:RFPとST:RFPのシグナルと一致したが，他のゴルジ関連マーカーとは一致しなかった．続いて，独立した2つのMTP11欠損株を用いてMn耐性・集積性への影響を調べた．水耕栽培でMn過剰処理を施したところ，MTP11欠損株の生育は野生株と同程度阻害され，欠損による影響は見られなかった．そこで，Mn耐性の中心的な役割を担うMTP8.1との二重破壊株を作成し，同様に検討したところ，地上部と根共に著しいMn毒性が現われ，親株に対し生育が大きく低下した．これに対し，二重破壊株はMn以外の重金属には感受性を示さなかった．さらに，MTP11欠損により子実収量と登熟歩合が約30%低下した．
以上の結果から，MTP11が全生育期間を通じ，Mn恒常性と収量の維持に貢献していることが明らかになった．
|
| Remarks |
農林海洋科学部農芸化学科の上野大勢准教授が、日本土壌肥料学会2017年度仙台大会（平成29年９月５日～７日開催）において、第35回日本土壌肥料学会奨励賞を受賞しました。今回、受賞対象となった研究業績は、「植物の重金属輸送に関する研究」です。
|
