研究課題
基盤研究(B)
本研究では、イネの生長・生産性を支配する窒素転流・アンモニウム同化機構の器官・細胞間制御系の分子実態や未だ不明な高等植物体窒素代謝系情報伝達機構を理解することを目的とした。イネ窒素転流・アンモニウム同化機構の鍵酵素のNADH-グルタミン酸合成酵素(NADH-GOGAT)の遺伝子発現は、グルタミン(Gln)をシグナルとして制御される。このことは、Gln情報伝達系の存在を示唆する。微生物Glnセンサー(GlnD)のアミノ酸結合ドメイン(ACTドメイン)と類似のドメインから成るイネACTドメインリピートプロテイン(OsACR)群をGlnセンサー候補として解析した。OsACR7とOsACR9は核に局在し、OsACR7がGlnと結合する可能性も示唆された。OsACR9とNADH-GOGAT1遺伝子産物のイネでの細胞分布は良く重複した。OsACR9遺伝子発現抑制イネ当代の未成熟葉身では、NADH-GOGAT1遺伝子の発現が抑制された。しかし、OsACR9遺伝子発現抑制イネ後代のアンモニウム供与後の根では、NADH-GOGAT1遺伝子の発現の抑制は認められなかった。以上から、OsACR9がイネ未成熟葉身におけるGln情報伝達系に関わる可能性が示唆された。また、イネの生産性と窒素利用機能を支配する遺伝子群が座上する染色体領域の特定を試みた。日本型とインド型のイネに由来する染色体断片置換系統群を用いて、これらの量的形質遺伝子座(QTL)解析を行った。供給アンモニウムの濃度に応じてイネの個体生育を規定するQTL群を発見した。低濃度の特定の濃度のアンモニウム処理下でのみ地上部の乾物重の増加を規定する第2染色体のQTLを約5cMの領域に絞り込んだ。一方、イネ第11染色体上の玄米千粒重を支配するQTLも約630kbの領域に絞り込んだ。今後、各QTLの原因遺伝子を同定する必要がある。
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