2007 Fiscal Year Annual Research Report
アルミニウム耐性とリンリサイクリング能の分子的改変による酸性土壌耐性植物の創生
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18208008
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
我妻 忠雄 Yamagata University, 農学部, 教授 (70007079)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 洋子 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (50166831)
小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921)
信濃 卓郎 独立行政法人・農業・食品産業技術総合研究機構・北海道農業研究センター, 根圏研究チーム, チーム長 (20235542)
和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究所, 准教授 (00374728)
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| Keywords | アルミニウム耐性 / 糖 / サリチル酸 / 有機酸放出 / 細胞膜ステロール / マイクロアレイ / 二次代謝産物 / フラポノイド |
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| Research Abstract |
根からの有機酸放出以外の未知のA1耐性機構の解明に取り組んだ。イネ数品種や各種のエンドウ突然変異体などを用いた実験で、細胞膜へのA1イオン結合性と、結合による膜透過性増大がA1耐性の重要な要因であること、及び△^5-ステロール合成鍵酵素の重要性が示唆された。次に、タバコ幼植物を用い、A1による根の生育阻害機構における糖とサリチル酸の関わりを解析した。また、有機酸輸送体の構造と機能についてもコムギ遺伝子を用いて解析した。サリチル酸は、長時間A1処理への耐性に関わる可能性を見出した。さらに、ミヤコグサ、イネ、シロイヌナズナで研究を進めた。その成果として、(1)リンゴ酸放出に、遺伝子発現とタンパク質のリン酸化が関与し、(2)A1耐性と低pH耐性が異なる遺伝子により決定されていることを明らかにし、(3)A1耐性に関わるMATEタンパク質の発現増加を確認した。次に、リンリサイクリング能に関して調査した。その結果、マイクロアレイ解析により、リン欠乏の応答機構における植物種間差は二次代謝に関わる経路で最も顕著であると示された。定量的RT-PCRでフラボノイド生合成関連遺伝子の発現量の測定結果では、リン欠乏条件下のイネ根部でのリグニン合成の促進、シロイヌナズナ地上部でのフラボノールグリコシド生合成の促進、ミヤコグサでのイソフラボノイドからフラボノイド生成へのシフトが、低リン状態によって引き起こされることが示され、このことが低リン耐性の植物種間差を生む要因につながると示唆された。
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