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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanism of nicotianamine secretion and its role in plants.

Research Project

Project/Area Number 16H04891
Research InstitutionIshikawa Prefectural University

Principal Investigator

西澤 直子  石川県立大学, 生物資源環境学部, 特任教授 (70156066)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsニコチアナミン / 重金属耐性 / 植物 / トランスポーター / A.halleri
Outline of Annual Research Achievements

1) A. halleri からのニコチアナミン分泌輸送体の同定
これまでにA. halleri からニコチアナミン分泌輸送体と想定されるタンパク質を同定することができた。またGFPとの融合タンパク質を発現する形質転換シロイヌナズナを用いた局在解析の結果、このニコチアナミン輸送体候補タンパク質は、細胞膜でも液胞膜でもない未知オルガネラに局在することを見出した。この未知オルガネラを同定しその動態を明らかにすることによって、新規の分泌経路の存在を明らかにできる可能性が示された。この未知オルガネラはトランスゴルジネットワークに関わることが示唆されており、現在さらに解析を続けている。
(2)イネのニコチアナミン分泌膜輸送体の植物体における役割の解明
形質転換イネを用いたプロモーターGUS解析の結果、ENA1は主に根で発現し、鉄欠乏によって強くその発現が誘導されることが明らかとなった。これまでに、GFP-ENA1融合タンパク質あるいはENA1-GFP融合タンパク質を発現する形質転換イネを作出した。これらの形質転換イネを用いて、ENA1の細胞内局在解析を進めた結果、ENA1は主として細胞膜に局在すること、また細胞質内の未知の小胞状構造にも局在することが明らかになった。
ENA1の発現過剰イネと発現抑制イネを形質転換法により作出した。ENA1発現過剰イネを通常培地で栽培すると、根の伸長が抑えられ、根端が膨らんで根毛が密集する特殊な表現型を示した。この表現型は培地に過剰の亜鉛を添加することにより解消された。ENA1が亜鉛の代謝と恒常性維持において重要な機能を果たすことが示唆された。さらに、イネのtos17 挿入系統の中からENA1 欠損イネを複数同定し、これらの表現型を解析した。欠損イネの生育に大きな違いは観察されなかった。しかし、マイクアレイ解析により詳細に遺伝子発現の差を調べたところ、ENA1 欠損が根の色素体におけるストレス反応に影響することが明らかになった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画通りに、A. halleriからニコチアナミン分泌輸送体と想定されるタンパク質を同定することができた。また、ニコチアナミン分泌輸送体の局在解析を行い、細胞膜でも液胞膜でもない未知オルガネラに局在することを明らかにした。この未知オルガネラは、トランスゴルジネットワークに関わることが示唆された。 GFP-ENA1融合タンパク質あるいはENA1-GFP融合タンパク質を発現する形質転換イネを作出した。これらの形質転換イネを用いて、ENA1の細胞内局在解析を進めた。ENA1の発現過剰イネと発現抑制イネを形質転換法により作出して解析することにより、植物体におけるENA1の機能を推定した。

Strategy for Future Research Activity

A. halleriのニコチアナミン分泌において、これまで明らかになっている細胞内物質分泌経路とは全く異なる新規の分泌経路が存在する可能性について、さらに検証を進める。また、作出したイネニコチアナミン分泌膜輸送体ENA1の発現抑制イネと発現過剰イネ、あるいはtos17 挿入によるENA1欠損変異イネについて、その表現型や生育検定などの解析をさらに進め、成果をまとめて論文にする。

  • Research Products

    (26 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 6 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 11 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Physiological and transcriptomic analysis of responses to different levels of iron excess stress in various rice tissues.2018

    • Author(s)
      May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Takanori Kobayashi, Naoko K. Nishizawa.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 370-385

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1443754

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Rice HRZ ubiquitin ligases are crucial for the response to excess iron.2018

    • Author(s)
      May Sann Aung, Takanori Kobayashi, Hiroshi Masuda, Naoko K. Nishizawa.
    • Journal Title

      Physiologia Plantarum

      Volume: 163 Pages: 282-296

    • DOI

      10.1111/ppl.12698

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Iron-deficiency response and expression of genes related to iron homeostasis in poplars.2018

    • Author(s)
      Hiroshi Masuda, May Sann Aung, Keisuke Maeda, Takanori Kobayashi, Naoki Takata, Toru Taniguchi, Naoko K. Nishizawa.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 64 Pages: 576-588

    • DOI

      10.1080/00380768.2018.1480325

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] An NADPH Oxidase RBOH Functions in Rice Roots during Lysigenous Aerenchyma Formation under Oxygen-Deficient Conditions.2017

    • Author(s)
      Takaki Yamauchi, Miki Yoshioka, Aya Fukazawa, Hitoshi Mori, Naoko K. Nishizawa, Nobuhiro Tsutsumi, Hirofumi Yoshioka, Mikio Nakazono.
    • Journal Title

      The Plant Cell

      Volume: 29 Pages: 775-790

    • DOI

      10.1105/tpc.16.00976

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Bioenergy grass [Erianthus ravennae (L.) Beauv.] secretes two members of mugineic acid family phytosiderophores which involved in their tolerance to Fe deficiency.2017

    • Author(s)
      Tomoko Nozoye, May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa.
    • Journal Title

      Soil Science and Plant Nutrition

      Volume: 63 Pages: 543-552

    • DOI

      10.1080/00380768.2017.1394168

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The iron-chelate transporter OsYSL9 plays a role in iron distribution in developing rice grains.2017

    • Author(s)
      Takeshi Senoura, Emi Sakashita, Takanori Kobayashi, Michiko Takahashi, May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa.
    • Journal Title

      Plant Molecular Biology

      Volume: 95 Pages: 375-387

    • DOI

      10.1007/s11103-017-0656-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Transporters crucial for metal transport and distribution in rice2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa, Takeshi Senoura, Emi Sakashita, Takanori Kobayashi, Michiko Takahashi, Tomoko Nozoye, May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Hiromi Nakanishi
    • Organizer
      2017 International Symposium on Rice Functional Genomics (ISRFG2017)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] HRZ ubiquitin ligases negatively regulate rice iron uptake, transport and accumulation under various iron conditions2017

    • Author(s)
      Takanori Kobayashi, May Sann Aung, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Hiroshi Masuda, Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      ASPB annual meeting in 2017 (Plant Biology 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] An iron-chelate transporter OsYSL9 is involved in iron distribution in developing rice seeds2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa, Takeshi Senoura, Takanori Kobayashi, Emi Sakashita, Hiromi Nakanishi
    • Organizer
      ASPB annual meeting in 2017 (Plant Biology 2017)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rice HRZ ubiquitin ligases are involved in both iron deficiency and excess responses and jasmonate signaling2017

    • Author(s)
      Takanori Kobayashi, May Sann Aung, Reiko Nakanishi Itai, Takeshi Senoura, Hiroshi Masuda, Takaya Oikawa, Yasuhiro Ishimaru, Minoru Ueda, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The iron-chelate transporter OsYSL9 is crutial in iron distribution in developing rice grain2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa, Takeshi Senoura, Emi Sakashita, Takanori Kobayashi, Michiko Takahashi, May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Hiromi Nakanishi
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physiological and transcriptomic analysis of iron excess response in various tissues of rice2017

    • Author(s)
      May Sann Aung, Hiroshi Masuda, Takanori Kobayashi, Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Iron biofortification in important rice varieties obtained by the introduction of multiple genes or ion-beam irradiation2017

    • Author(s)
      Hiroshi Masuda, May Sann Aung, Takanori Kobayashi, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Fe Acquisition by Mugineic Acid Family Phytosiderophores in Foxtail Millet2017

    • Author(s)
      Reiko Nakanishi Itai, Naoko K. Nishizawa, Hiromi Nakanishi
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The metabolome analysis in Fe-deficient olive plants; possible biosynthesis of mugineic acid family phytosiderophores in nongraminaceous plants2017

    • Author(s)
      Motofumi Suzuki, Tomoko Nozoye, Seiji Nagasaka,Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa, Satoshi Mori
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Characterization of an Fe-deficiency Inducible Protein Kinase Gene (PK) in Rice2017

    • Author(s)
      Fan Wang, Reiko N. Itai, Takeshi Senoura, Naoko K. Nishizawa, Takashi Yamakawa, Hiromi Nakanishi
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Barley nicotianamine synthase 1 (HvNAS1) gene is usuful candidate to improve nutritional qualities and agricultural productivity in soybean and sweet potato2017

    • Author(s)
      Tomoko Nozoye, Takeshi Senoura, Suyoen Kim, Yuske Kakei, Michiko Takahashi, Motoyasu Otani, Hiromi Nakanishi, Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      XVIII International Plant Nutrition Colloquium (XVIIIth IPNC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] イネのユビキチンリガーゼHRZは鉄過剰耐性に関与する2017

    • Author(s)
      メイ サン アウン・小林高範・増田寛志・西澤直子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
  • [Presentation] Selection of iron toxicity-tolerant varieties among popular Myanmer rice2017

    • Author(s)
      May Sann Aung・増田寛志・小林高範・西澤直子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
  • [Presentation] Characterizing the paralogs and mutants of OsDMAS12017

    • Author(s)
      Khurram Bashir・野副朋子・長坂征治・Sultana Rasheed・宮内菜奈子・関原明・中西啓仁・西澤直子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
  • [Presentation] 鉄関連遺伝子 Gmferritin、HvNAS1、OsYSL2、IDS3 を同時導入した高鉄米の作出2017

    • Author(s)
      メイサンアウン・増田寛志・小林高範・西澤直子
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
  • [Presentation] Characterization of an Fe-deficiency inducible protein kinase gene (PK) in rice2017

    • Author(s)
      Fan Wang・板井玲子・瀬野浦武志・西澤直子・山川隆・中西啓仁
    • Organizer
      日本土壌肥料学会2017年度仙台大会
  • [Presentation] The development of low-cadmium rice2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      台湾国立嘉義大学農学研究科セミナー
    • Invited
  • [Presentation] Two metal chelators , phytosiderophore and nicotiananine are crucial to maintain metal homeostasis in crops2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      台湾中央研究院植物微生物学研究所セミナー
    • Invited
  • [Presentation] The development of low-cadmium rice2017

    • Author(s)
      Naoko K. Nishizawa
    • Organizer
      台湾国立台湾大学生物資源農学研究科セミナー
    • Invited
  • [Remarks] 石川県立大学 生物資源工学研究所 植物細胞工学研究室

    • URL

      http://ribb.ishikawa-pu.ac.jp/pct/index.htm

URL: 

Published: 2019-12-27  

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