2009 Fiscal Year Annual Research Report
植物のアンモニウム態窒素栄養と根の形態に関する研究
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21688006
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
小島 創一 Tohoku University, 大学院・農学研究科, 助教 (30462683)
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| Keywords | 植物栄養 / 窒素代謝 / 輸送担体 / 根 / 形態形成 / シグナル伝達 / アンモニウム / 遺伝的多様性 |
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| Research Abstract |
世界の様々な場所から取り寄せたシロイヌナズナの環境型間をアンモニウム濃度の異なる培地で生育させたところ、アンモニウム利用効率の高い環境型と低い環境型に大別されることが判明した。次に、アンモニウムの供給により根の形態が異なる環境型間の遺伝交配により作製されたrecombinant inbred lineを用いて、QTL解析を行ったところ、アンモニウムの供給により根の形態を変化させるという形質を担うQTLが染色体上に三か所検出された。これらの結果は、シロイヌナズナの遺伝的多様性を比較することで、植物のアンモニウム利用効率を規定する因子を分子遺伝学的に同定することが可能であることを示している。
GAL4酵母two-hybrid法により単離したアンモニウム輸送担体(AMT)相互作用タンパク質(AIP1 ; ammonium transporter interacting protein 1)について、スプリットユビキチン法を新しく用いて、AMTの部分断片ではなく、AMTの全長とAIP1の相互作用が酵母の細胞膜上で引き起こされることを証明した。また、AMTのアイソザイムとAIP1の相互作用の序列を決定したところ、AMTアイソザイムのうち、窒素欠乏状態で高く誘導され、アンモニウム輸送容量の大きいAMTに対して強く相互作用することが判明した。この結果は、AIP1がアンモニウム輸送の制御に関与する可能性を示唆している。
シロイヌナズナ根へ局所的にアンモニウムを供給すると、高次根の形成が促進されるが、AIP1の欠損変異体では、局所的アンモニウム供給による高次根の形成の効果が抑制されていることが判明した。この結果は、AIP1がアンモニウムの検知と、それに引き続く根圏の発達に寄与することを示唆した。
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