2021 Fiscal Year Research-status Report
低投入を目指したイネ体内におけるミネラル再分配機構の分子生物学的解析
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20K05773
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
三谷 奈見季 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40581020)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 維管束鞘細胞 / ケイ酸 / 再分配 / 分配 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、維管束組織で高発現する二つ目の輸送体、SIETについての実験を行った。SIETはケイ酸輸送体Lsi2と比較的相同性の高い輸送体であり、イネにはSIET2-5の4つがある。このうち維管束組織に高発現するのはSIET5である。定量PCRの結果SIET5は生育期間を通して地上部とくに葉鞘で高発現していた。タマネギの表皮細胞やイネプロトプラストを用いた系では細胞内局在がはっきりしなかったことから、抗SIET5抗体を作製し免疫組織染色を行った。その結果SIET5は維管束鞘細胞の細胞膜に局在していることが明らかになった。
次にゲノム編集技術を用い、変異体の作出を行った。SIETがケイ酸輸送体のホモログであることならびに、主な発現場所が地上部であることを鑑み、地上部のケイ酸の分配に関する表現型の解析を行った。その結果、葉鞘においてケイ素の濃度が野生型より高く、逆に葉身においては低い傾向が見られたが他のミネラルには野生型と遺伝子破壊株の間に差が見られなかった。
さらにこのSIET5と相同性の高いSIET4の解析も行っている。SIET4はケイ酸の排出輸送活性を持ち、地上部で恒常的に発現していることがあきらかになった。siet4変異体についてはすでに作成済みのため、次年度はその解析を行い、機能を明らかにする。
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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
二つ目の輸送体についての研究も進んでいる。さらにそのホモログについても解析を進めている。また、目標としている液胞からの取り込みを担う輸送体の候補遺伝子も単離したことから、当初の計画に沿っておおむね順調に進んでいると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、最初に目的として記した３つの機能をそれぞれ担う輸送体のうち「液胞からの取り込み」を担うものについての研究を進めていく。既に候補は単離しているがまだ十分な解析を行っていないので、次年度の課題とする。また、研究実績の欄に記載のようにすでに作成したSIET4変異体の表現型の解析を行っていく。SIET5については、輸送基質の同定がまだ十分ではない。これについては、SIET4の経験をもとに、戦略を変え輸送基質を突き止めたい。SIET5は生殖生長期の穂でも高発現していることから、生殖成長期における役割にも着目した研究を行う。
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