2017 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated analysis of mineral transport system in crops
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16H06296
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
馬 建鋒 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (80260389)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山地 直樹 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (00444646)
宮地 孝明 岡山大学, 自然生命科学研究支援センター, 准教授 (40550314)
三谷 奈見季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40581020)
菅 倫寛 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 准教授 (60634920)
櫻井 玄 国立研究開発法人農業環境技術研究所, 生態系計測研究領域, 任期付研究員 (70452737)
横正 健剛 岡山大学, 資源植物科学研究所, 助教 (50790622)
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| Project Period (FY) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| Keywords | イネ / 輸送体 / ミネラル / 結晶構造 / モデリング / ソバ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イネのホウ素の優先的分配に関与する輸送体OsNIP3;1を同定した。またこの輸送体は環境中のホウ素濃度に応じて遺伝子レベルとタンパク質レベルで応答することを突き止めた。マグネシウム輸送体OsMGT1が耐塩性の調節に重要であることを明らかにした。この遺伝子を破壊すると、イネの耐塩性が大きく低下した。またマグネシウムはイネの耐塩性に関わる主要な輸送体OsHKT1;5の輸送活性を高めることを明らかにした。ケイ素がカドミウム吸収に関わる輸送体遺伝子OsNramp5と転流に関わる輸送体遺伝子OsHMA2の発現を低下させることによって、カドミウムの集積を減少させることを明らかにした。
ソバのアルミニウム耐性に関わる遺伝子FeALS1.1、FeALS1.2とFeMATE1、FeMATE2の機能解析を行った。FeALS1.1とFeALS1.2とも液胞膜に局在していた。またFeALS1.1の発現がアルミニウムによって誘導されたのに対して、FeALS1.2はアルミニウムによって誘導されなかった。一方、FeMATE1とFeMATE2は共にクエン酸の輸送活性を示したが、FeMATE1が細胞膜に局在していたのに対して、FeMATE2はゴルジとトランスゴルジに局在していた。またFeMATE1とFeMATE2は共にシロイヌナズナ変異体atmate1のアルミニウム耐性を相補したが、FeMATE1のみクエン酸の分泌を相補した。
ミネラル輸送体の迅速な機能解析が可能な体制を確立し、これらの輸送体を機能を有した状態で発現・精製した。このうちケイ酸輸送体Lsi1は100 umを超える大きさの結晶を得て大型放射光施設にて回折データを収集することに成功した。
イネ植物体全体についての輸送モデルを高速化し、計算スピードを約10万倍に高速化するとともに、ミクロレベルの根のケイ素吸収モデル及び節の分配モデルを結合した。
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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
成果を国際誌に多数発表し、着実に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
共同研究者と有機的に連携して、作物のミネラル輸送システムの解明に取り組む。
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