植物の共生窒素固定におけるモリブデン輸送の役割

• Project/Area Number: 20F40098
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 外国
• Review Section: Basic Section 38010:Plant nutrition and soil science-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Host Researcher: 藤原 徹 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (80242163)
• Foreign Research Fellow: CHU QINGNAN 東京大学, 農学生命科学研究科, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2020-11-13 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000); Fiscal Year 2022: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2021: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2020: ¥300,000 (Direct Cost: ¥300,000)
• Keywords: モリブデン / 輸送体

Outline of Research at the Start

モリブデン(Mo)は植物の微量必須元素の一つであり、Moトランスポーターによって吸収や分配が制御されている。必須元素は土壌から吸収された後、必要とされる器官や組織に分配される必要がある。これまでに研究代表者等はシロイヌナズナやミヤコグサから根に発現しMoの吸収や輸送に重要なMoトランスポーターを明らかにしてきた。本研究は新たなMo輸送に関わる遺伝子やその機能を明らかにすることを通して、植物特にマメ科植物の根粒へのモリブデン分配などについて研究を行い、植物におけるMo輸送とその制御の一端を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

モリブデンは植物の微量必須元素の一つである。モリブデンは植物によって主にモリブデン酸として吸収され、モリブデン酸の吸収はモリブデントランスポーターによって制御されている。植物は必須元素をその必須元素が必要とされる器官や組織に輸送する必要がある。これまでの研究でシロイヌナズナやミヤコグサから根に発現しモリブデン酸の吸収や輸送に重要なモリブデントランスポーターを明らかにしてきた。ミヤコグサはマメ科植物であり、根粒を着生する。根粒における窒素固定にはモリブデンが必要であることが知られている。根粒における窒素固定は地球上の窒素循環に重要なプロセスであるだけでなく、農業上も重要なプロセスであり、窒素固定に関わる要因の研究は重要である。本研究はマメ科を含む植物を材料にモリブデン輸送についての分子生物学的解析を行うことを通じて、モリブデンとその制御の一端を明らかにすることを目的としている。
本年度の研究実績としては、植物のゲノムからモリブデン輸送体と思われる遺伝子を見出しそれらの特徴を様々なデータベース等を用いて調査した。また、これらの遺伝子についての変異株の収集をすすめた。これらと並行して、植物をモリブデンを含まない培地で栽培し、モリブデン輸送体相同遺伝子の発現や根粒着生との関連を調査する準備をすすめたり、また酵母を用いた機能解析のためのプラスミド構築を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

新型コロナの影響で当初の予定よりもかなり来日が遅れたものの、来日が決まってから計画を再検討し本研究を実施した。その計画に基けば今年度は短い期間であったものの研究は順調に進展したと考えている。

Strategy for Future Research Activity

2021年度も当初の研究計画通りに進めていく予定である。収集した変異株の特性解析などを進めていく予定である。