2012 Fiscal Year Annual Research Report
有機酸とホスファターゼの分泌機能増強による土壌未利用リン吸収能の向上
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23688010
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00374728)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 有機酸 / 酸性ホスファターゼ / リン / 分泌 / シロバナルーピン / シロイヌナズナ / 土壌未利用リン / トランスポーター |
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| Research Abstract |
土壌未利用リンの吸収能を向上することができれば、リン酸質肥料の使用量の削減が可能となることが期待される。本研究は、未利用リンの吸収能力のうち、有機酸トランスポーターと酸性ホスファターゼの能力を活用することにより、植物による土壌未利用リンの吸収能を向上することを目的とする。具体的には、根分泌性酸性ホスファターゼの機能および有機酸分泌に関わるトランスポーターの機能の活用を試み、これらの根分泌物質と根圏微生物の間の相互作用の評価を行う。今年度は、シロイヌナズナより単離したリンゴ酸トランスポーターAtALMT3のT-DNA挿入変異株にAtALMT3のcDNAを組み込んだところ、そのリンゴ酸分泌能が復帰したことから、AtALMT3がリン欠乏時のリンゴ酸分泌を担うことを裏付けた。有機酸分泌能の高いシロバナルーピン根のクエン酸分泌を担う候補遺伝子としてLaMATE-PI1を単離した。昨年度単離したLaALMT-PI1と合わせて発現量を調査したところ、LaALMT-PI1はリンゴ酸分泌能の高い若いクラスター根で、LaMATE-PI1はクエン酸分泌能の高い成熟したクラスター根で発現量が多いことが示された。クラスター根圏から単離したフィチン酸分解細菌の性質を調査したところ、若いクラスター根でリンゴ酸、成熟したクラスター根でクエン酸を資化する細菌の割合がそれぞれ高く、フィチン酸の可給化には有機酸の分泌に伴って変化する細菌群集が強い影響を及ぼすことが示唆された。低リン条件下でよく生育する木本植物ハケアが形成したクラスター根の根分泌物を分析したところ、多量のリンゴ酸、クエン酸が多く含まれた。この植物からAtALMT3のオーソログと考えられるHlALMT-PI1の単離に成功した。日本に自生するカヤツリグサ科植物が低リン土壌条件でクラスター根と似た役割を果たすダウシフォーム根を形成することを見いだした。
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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
当初予定した解析内容はほぼ達成できた。有機酸トランスポーターについては、これまでに電気生理試験による輸送活性が現在の条件では測定できていないが、別に調節する機構があることを示唆する結果であり、新たな知見を得ることにつながっている。AtALMT3については相補試験によりその機能が相補されることを示したことにより、測定が難しいことを補うことができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
ほぼ当初計画通りに推移しているため、研究内容に大きな変更はない。今年度までに単離、解析を進めてきた有機酸トランスポーターの機能解析は、有機酸を多量に分泌するシロバナルーピンやハケア由来の分子について解析を進める。有機酸トランスポーター、酸性ホスファターゼともに遺伝子発現誘導機構や調節機構の調査を行う。今年度見いだしたカヤツリグサ科植物におけるこれらの分子の機能についても調査を進める。これらの遺伝子の単独あるいは多重発現系統の確立を進めており、複数系統が確率でき次第、栽培試験に供試する。
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Research Products
(18 results)
