2004 Fiscal Year Annual Research Report
植物のリン酸転流機構を生体膜輸送と維管束輸送で理解する
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16370024
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
三村 徹郎 神戸大学, 理学部, 教授 (20174120)
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| Keywords | リン酸 / 転流 / シロイヌナズナ / 生体膜輸送 / 維管束 / ソース・シンク / DNAマイクロアレイ / カナダモ |
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| Research Abstract |
リンは,カリウム,窒素とともに,植物成長における三大栄養素の一つである.土壌中には,植物が利用可能な可溶性無機リン酸は極く少量のため,多くの植物は常にリン酸飢餓状態にある。そこで植物は,リンの利用を効率化する様々な生理機構を進化させてきた.
本研究では、その生理機構の一つとして、体内に取り込まれたリン酸が,老化葉組織から若年葉組織に移行していくリン酸「転流」機構を,老化葉組織における蓄積リン酸の放出,維管束における輸送,若年葉組織における取り込みの三点に絞り,主にシロイヌナズナを材料に,それぞれの組織,細胞でどのような膜輸送系が機能しているかを明らかにしていくことを目的とした。
本年は、我々が新たに開発したシロイヌナズナ水耕培養法を用いて、シロイヌナズナのリン酸含有量の変動を各葉毎に測定し、転流の実際を定量化するとともに、放射性リンを用いて、実際にリンが転流していく過程を可視化することに成功した。さらに、正常状態とリン酸欠乏状態のリン酸のソース葉、シンク葉からそれぞれmRNAを単離し、DNAマイクロアレイを用いて転流の基となる遺伝子発現状態を比較した。その結果、単なるリン酸欠乏でもなく、葉組織の成長過程とも異なり、転流特異的に発現していると思われる遺伝子を、ソース葉、シンク葉のそれぞれで複数見出すことに成功した。現在、これらの遺伝子の転流過程における役割を検討中である。
一方、このようなリン酸の植物体内での移動が、環境条件とどのように関わりあっているかを明らかにするために、水生植物であるカナダモを用いて、外界からのリンの取り込み機構とその体内分配を検討している。現在、シロイヌナズナで明らかにしている分子機構が、植物一般に成立するものかどうかも検討中である。
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