Molecular mechanisms in mineral redistribution in rice for improving the nutrient use efficiency

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K05773
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: Mitani-Ueno Namiki 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (40581020)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 輸送体 / ミネラル / 再分配 / イネ

Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to clarify the molecular mechanism of mineral "redistribution" in rice. As a result, at least 3 transporters have been identified related to the individual steps of mineral redistribution. One is a transporter localized to the plasma membrane involved in the xylem-to-phloem transport of phosphorus. The other is a tonoplast localized transporter involved in the release of phosphorus stored in vacuoles to the cytosol in response to phosphorus deficiency. The last is a Si transporter involved in the efflux of Si from vascular bundle sheath cells to the apoplast for Si accumulation at the apoplastic area in rice leaves.

Free Research Field

植物栄養学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

植物は必要なミネラルを獲得するために様々な戦略を持っているが、これまでのミネラル欠乏耐性機構に関する研究は、根からのミネラル吸収を担う輸送体の発現を上昇させたり、そのための根の構造を変化させたりと外界からの吸収の増強を目指したものがほとんどであった。しかしある種のミネラルはその必要量の大部分を植物体内でのやりくりによってまかなっており、本研究の遂行によって得られたミネラルの「再分配」とそれに関与する輸送体の知見は、ミネラルの利用効率化から肥料等資材の低減につながることが期待できることから社会的意義が非常に大きい研究成果だといえる。