植物必須微量元素の輸送を司る分子とその制御

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17078004
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 藤原 徹 東京大学, 生物生産工学研究センター, 助教授 (80242163)
• Keywords: トランスポーター / ホウ素 / モリブデン / GUS / GFP / エンドサイトーシス

Research Abstract

本研究においては、ホウ素やモリブデンのトランスポーターの構造、活性と制御機構、発現とその制御、相同遺伝子群の生理機能を明らかにすることを通じて、必須微量要素の吸収に関与する機構とその制御を分子レベルで明らかにすることを目的としている。植物の必須元素トランスポーターの研究は植物の生育や生産の制御に不可欠であり、本研究を通じて、植物生理学的に重要な基礎的な知見を得ることと共に、植物の生産制御(応用)の基になる知見を得ることを目的としている。
BOR1タンパク質の解析としては、細胞生物学的な研究と分子遺伝学的な解析を並行して行った。BOR1-GFPを構成的に発現するシロイヌナズナの形質転換体において、ホウ素条件に応じたタンパク質の分解過程がエンドサイトーシスであることを阻害剤や、マーカータンパク質を用いた観察により明らかにした。また、分解には液胞が関与していることを明らかにした。BOR1-GFPを構成的に発現する形質転換植物を変異原処理し、M2世代から、ホウ素栄養に応じたBOR1-GFPの分解過程に異常を示す変異株を検索した。ホウ素吸収に関与するトランスポーター遺伝子に関してはこれまでにtranscriptの蓄積量がホウ素欠乏条件で10倍程度高まることを見いだしている。当該遺伝子のプロモーターをGUSやGFPなどのレポーターに連結し、シロイヌナズナに導入し、発現誘導が見られることを観察した。発現誘導は処理後数時間で観察された。さらに、組織特異性について検討し、プロモーターに変異を導入し、ホウ素欠乏に応じた発現誘導に必須な領域を同定するための準備を行った。形質転換植物を変異原処理し、ホウ素栄養に応じた発現誘導に異常を示す変異株の単離の準備を行った。また、ホウ素吸収に関与する遺伝子群の解析を行った。モリブデン吸収を担うトランスポーターについても活性検定などを行なった。またこの遺伝子がモリブデン欠乏条件で重要な役割を担っていることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Endocytosis and degradation of BOR1, a boron transporter of Arabidopsis thaliana, regulated by boron availability (2005)
  • Author(s): Takano, J., Miwa, K., Yuan, L., von Wire n, N., Fujiwara, T
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102 Pages: 12276-12281