2005 Fiscal Year Annual Research Report
浸透圧適応に必須な植物と微生物のイオン輪送系の解析
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17380064
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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 | 浸透圧 / 塩 / AtHKT1 / Ktr / シロイヌナズナ / ラン藻 / カリウム / ナトリウム |
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| Research Abstract |
シロイヌナズナの浸透圧応答と生理的役割を理解するため、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融合蛋白質を用いてウエスタンブロティング法により、AtHKT1抗体の特異性を検証した。次に免疫電子顕微鏡観察において、AtHKT1の組織別発現と細胞内局在性を調べたところ、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athkt1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の発現は高浸透圧により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。
ラン藻において、高浸透圧ショックの適応に関与するK^+取込み輸送体としてKtrABEのみであるのか、その他の輸送系のKdp系も関与しているのかを、変異株を用いて高浸透圧に調製した培地におけるK^+取込み輸送を測定することで検証した。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。
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