2021 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of potassium recovery and distribution mechanisms in tree nodes
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19K05750
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
古川 純 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (40451687)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 樹木 / 休眠 / 元素動態 / カリウム / 節 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年までの研究により、短日環境により休眠が誘導されたポプラでは、PttSKOR-like2ならびにPttNRT1.5-likeというカリウム輸送体タンパク質をコードする遺伝子が、葉の付け根である“節”で高発現していることを明らかにしていた。本年度実施した抗体染色によるポプラの節におけるタンパク質局在解析から、双方のタンパク質とも長日条件下においては節から葉柄へと繋がる維管束の導管周辺に局所的に蓄積することが明らかとなった。我々の用いているポプラ栽培環境では、茎において維管束が5本存在しており、そのうちの3本が節で葉柄へと接続している。この3本の導管周辺で優先的にこれら2つのカリウム輸送体が機能していると考えられることから、根から吸収されたカリウムを積極的に葉へと輸送する役割を担っているものと考えられる。
また、短日条件下では、葉柄につながる維管束の導管周辺での発現は強く抑制される一方、同維管束の導管と篩管の境界部に局在が認められた。これら局在パターンの差異は、樹体内でのカリウム動態を長日条件と短日条件において大きく変化させていることを示すものである。
また、これら輸送体の発現制御に対する植物ホルモンの関与を検証するために、短日環境での栽培によって休眠誘導されたポプラの節に含まれる植物ホルモンの網羅的定量解析を実施したところ、オーキシン濃度の有意な減少が認められたものの、シロイヌナズナの根においてSKORの発現制御に関与することが報告されているアブシジン酸の濃度には大きな変化は認められなかった。
これらの結果は、木本植物の節における冬季環境への適応応答の一つとして、カリウムの輸送方向がタンパク質レベルでの局在変化を介して積極的に制御されており、またその制御機構は根とは異なる可能性があることを示すものである。
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