2005 Fiscal Year Annual Research Report
膜電位形成・環境に関与する植物のK+およびNa+輸送体の解析
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17078005
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
魚住 信之 名古屋大学, 生物機能開発利用研究センター, 教授 (40223515)
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| Keywords | AtHKT1 / 塩ストレス / 浸透圧 / Ktr / 輸送体 / 道管 / シロイヌナズナ / 原形質膜 |
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| Research Abstract |
シロイヌナズナのAtHKT1は高塩培地における植物の生育に寄与していることが知られている。その機構を探る目的で、大腸菌・昆虫細胞にシロイヌナズナAtHKT1の部分ペプチド抗原-GST融合蛋白質を作成してウエスタンブロテイング法により、AtHKT1抗体の特異性が高いことを確認した。次にAtHKT1の組織別発現と細胞内局在性を免疫電子顕微鏡観察において調べた。野生株の道管に隣接する細胞である木部柔組織の細胞の原形質膜にAtHKT1が局在していることが明らかとなった。またathktl変異株の道管と師管内イオン濃度を測定したところ、塩ストレスを負荷した生育条件におけるNa^+/K^+濃度の比は、道管で高く篩管で低かった。高浸透圧負荷におけるシロイヌナズナ培養細胞のAtHKT1の転写物の量を調べた。Na, K添加により約50mM辺りまでは濃度依存的にAtHKT1の転写量は増加したが、100mM程度では低下した。また、ソルビトールやマンニトールでも同様の傾向が観察されたことから、AtHKT1の発現はある程度の高浸透圧で最も増加することが明らかとなった。以上の結果から、AtHKT1は植物へのNa取り込み口として機能して、塩害を防ぐために重要な役割をもち、また高浸透圧に対しても働くことが示された。
AtHKT1のラン藻におけるオルソログ蛋白質であるKtr系は、高浸透圧ショックの適応に関与するK^+取込み輸送体である。さらに、Ktr系以外の輸送系であるKdp系も浸透圧調節に関与しているのかを、変異株を用いて検証した。その結果、Kdpは高浸透圧への適応に必須ではないことが明らかとなった。この結果は、Ktr系が主なK輸送系として機能していることを示している。
以上の結果は、HKT/Ktr系輸送系が浸透圧調節に重要な役割を担っていることを示している。
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