ケイ酸トランスポーター遺伝子の単離と解析

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17078008
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 馬 建鋒 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (80260389)
• Keywords: トランスポーター / ケイ酸 / 吸収 / イネ / 遺伝子 / マッピング

Research Abstract

1.イネケイ酸吸収遺伝子Lsi1の機能解析
Lsi1遺伝子の細胞局在性を調べた。まずはin situ hybridizationを行った結果、Lsi1のmRNAは根の外皮と内皮細胞に局在していることを明らかにした。またLsi1の抗体を作成し、抗体染色した結果、同じく外皮と内皮、しかも外側の細胞膜に局在していることがわかった。RNA干渉法(RNAi)でLsi1の発現を抑制した形質転換植物体では、ケイ酸吸収量も減少した。さらに、Lsi1にコードされたタンパクにケイ酸の輸送活性があるかどうかを調べるために、Lsi1のcRNAを作成し、それをアフリカツメガエルの卵細胞に注入し、ケイ酸の輸送活性を測定した。その結果、水のみを注入したコントロールに比べ、野生型のcRNAを注入した場合、ケイ酸の輸送活性は3倍増加した。また変異体のcRNAを注入した場合、ケイ酸の輸送活性は野生型と比べ、かなり低かった。
2.新規ケイ酸吸収に関与する遺伝子のクローニング
新規ケイ酸吸収欠損突然変異体lsi2を用いて、原因遺伝子のファインマッピングを行った。その結果、候補領域を106kbpまで絞り込んだ。次に候補領域の遺伝子予測を行った結果、17個の遺伝子が予測された。その中の一遺伝子(putative anion transporter)の塩基配列を野生型(T-65)と変異体とで比較した結果、一塩基置換が起きており、その一塩基置換がアミノ酸をセリンからアスパラギンに置換していた。この遺伝子の全長cDNAは2085bpであり、472のアミノ酸のタンパク質をコードしていた。次にこの遺伝子を変異体に導入し、相補性試験を行った。その結果、遺伝子を導入した変異体ではベクターコントロールより明らかに高いケイ酸吸収を示した。以上のことからLsi2遺伝子がケイ酸吸収に関連する遺伝子であることを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] A silicon transporter in rice (2006)
  • Author(s): Ma, J.F., Tamai, K., Yamaji, N., Mitani, N., Konishi, S., Katsuhara, M., Ishiguro, M., Murata, Y., Yano, M
  • Journal Title: Nature 440 Pages: 688-691