2016 Fiscal Year Annual Research Report
Physiological and molecular study of CO2 permeable aquaporins
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26440146
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
且原 真木 岡山大学, 資源植物科学研究所, 教授 (00211847)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 洋二郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 主任研究員 (50462560)
児玉 直美 国立研究開発法人農業環境技術研究所, 大気環境研究領域, 任期付研究員 (60594611) [Withdrawn]
米村 正一郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主席研究員 (20354128)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アクアポリン / イネ / 二酸化炭素 / レーザ分光二酸化炭素安定同位体比測定 / 光合成 / 膜輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
二酸化炭素（CO2）は植物の光合成において基本的な基質であるが、細胞にとりこむ輸送機構については解明が進んでいなかった。アクアポリンという膜タンパク質の中でいくつかの分子種でCO2輸送性が報告されていことに着目し、アクアポリンを網羅的に調査して未知のCO2輸送活性アクアポリン特定すること、その輸送機構を解明すること、および植物体における生理機能と光合成機能との関係を解明することを目的とした。
初年度は、これまでにイネ（Os）とオオムギ（Hv）においてCO2輸送性が報告されていた3つのアクアポリン分子種およびアミノ酸置換変異アクアポリン遺伝子HvPIP2:4M126Iについて、それぞれの遺伝子を恒常発現プロモーターおよび緑葉で高発現するRubisCOアクチベースプロモーター等の制御下でイネに導入して複数の形質転換イネ系統のT1世代までを得た。また葉内CO2透過性(gm)の測定系の改良、および新規CO2透過性アクアポリン分子種の選抜をおこなうための酵母（CA株）を用いた新たなスクリーニング系の開発に着手した。
2年度には、且原の研究室で単離した様々な植物のアクアポリン全69種をCA株スクリーニング系で調査してCO2透過性を有するアクアポリン候補として18分子種を選抜した。このうちでHvPIP2;5とOsTIP2;2に3年度は焦点をあてた。
原形質膜型アクアポリンHvPIP2;5は葉では表皮細胞、根組織では全体で発現していた。OsTIP2;2に蛍光タンパク質（GFP）を結合させて発現を調べたところ、葉緑体包膜および葉緑体の周辺のミトコンドリアと思われるオルガネラで発現していることが判明した。これらのCO2透過性アクアポリンによる過剰発現イネについてgmと光合成活性測定を進めたが、測定装置が当初予定通りに改善できず、データ収集が遅れている。
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