2021 Fiscal Year Research-status Report
ラジオアイソトープ、微少電極、蛍光プローブを相補的に用いた植物根のイオン輸送解析
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19KK0148
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田野井 慶太朗 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90361576)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 奈通子 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (60708345)
杉田 亮平 名古屋大学, アイソトープ総合センター, 講師 (60724747)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 放射性トレーサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでにマグネシウムイオン（Mg2+）やナトリウムイオン（Na+)において、根の周囲のイオン吸収/排出に焦点をあてて研究を進めてきた。これまでに、Mg実験については放射性同位体28Mgを用いた試験により、Mg環境変化に伴ってMg2+吸収速度が迅速に変化することをとらえており、そのメカニズム解析のため、イタリアミラノ大学等との共同研究によりMg2+の濃度変化を捉えるための蛍光タンパク質（プローブ）を植物根で発現させることを目指している。Na実験については、根からNa+が排出される様式について、オーストラリアタスマニア大学との共同研究において微小電極法によりNa+は根の成熟域から排出されることが明らかとなり、さらに放射性同位体22Naを用いた解析によりNa+排出はSOS1、SOS2、SOS3タンパク質が関与していることが明らかとなっている。
本年度は、Mg実験については、Mg2+プローブをシロイヌナズナで発現させることを目指し、さまざまなプロモーターやプラスミドを用い、さらに野生型株のみならずrdr-6変異体に対して形質転換してMg2+プローブが発現する植物体の作成を試みたが、いまのところ蛍光を発する植物体は得られてはいない。加えて、Mg含量に重要な役割を果たすと考えられる液胞に局在するAtMRS2-1の解析を行い、重要なドメインなどを特定した。
Na実験については、Na+排出チャネルであるSOS1タンパク質がどの細胞にあるときに効率よくNa+を排出できるかについて、根の様々な組織で発現させるためのプロモーターセットにSOS1を載せ、sos1変異体に形質転換を行った。これまで３０を超える植物種を作成し、順次Na+排出能とともにNa+耐性や含量測定を行った。その結果、SOS1を効率よく利用するための根の部位が明らかとなった。次年度も継続して解析を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
海外渡航はできなかったが、共同研究先とのやり取りを密に行うことで進めることができた。
Mg2+プローブを発現させた植物ができない点が懸念されるものの、対応策はまだ多く残されているので実現は十分可能であると考えている。ナトリウムイオンについては、多くの形質転換体の作成に成功するなど、当初計画を上回るスピードで順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
マグネシウムイオンについては、Mg2+プローブを発現させた植物の作成に今以上注力する。
ナトリウムイオンについては順調に推移しているので、引き続き形質転換体の作成・安定化・解析を進めていく。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由：海外渡航ができなかったために旅費が計画と使用額との差が大きく生じた。
使用計画：海外渡航で実験する内容について、国内で実験するための経費にあてる。具体的にはMg蛍光プローブの作成の経費として計画する。
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Research Products
(11 results)
