Integration of STOP1 mediated aluminium tolerance beyond species

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K18661
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture
• Principal Investigator: 小松 憲治 東京農業大学, 農学部, 助教 (90594268)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: アルミニウム耐性 / 酸性土壌耐性 / ヒメツリガネゴケ

Outline of Annual Research Achievements

STOP1転写因子は、被子植物において低pH・アルミニウム耐性遺伝子の発現を包括的に誘導し、強力な耐性を付与するマスター因子として知られる。またSTOP1は基部陸上植物であるコケ植物ヒメツリガネゴケのゲノムにおいて3つのオルソログ遺伝子が存在する。ヒメツリガネゴケが持つ3つのSTOP1様遺伝子の破壊株を対象とした低pH・アルミニウム耐性実験から、PpSTOP1A, PpSTOP1B, PpSTOP1C遺伝子のうちPpSTOP1Aのみがアルミニウム耐性に関与していること、コケ植物のSTOP1は低pH耐性に関与していないことが示唆された。またSTOP1遺伝子は、コケ植物のアルミニウム依存的な有機酸放出には関与しないことが示唆された。またSTOP1遺伝子3重破壊株を対象とした低pH・アルミニウム耐性下における遺伝子発現解析から、STOP1制御下遺伝子を明らかにし、その中には細胞壁の軟化関連遺伝子等に関わる遺伝子が含まれていた。これらSTOP1制御下遺伝子を過剰発現させた形質転換株はやや生育が早く、アルミウムに対し比較的弱いアルミニウム耐性を示す傾向が見られた。また形質転換株はアルミニウム含有培地から、上方に退避する傾向が見られた。一方で、形質転換株は1遺伝子の過剰発現のみでは強力なアルミニウム耐性は付与されなかった。コケ植物特異的なSTOP1依存的アルミニム耐性には複数の遺伝子による複合的作用が必要であることが示唆された。