硫酸イオンの吸収、地上部への移行と還元を統合的に調節する機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17H03785
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 丸山 明子 九州大学, 農学研究院, 准教授 (70342855)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円); 2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 硫酸イオン輸送体 / 硫黄同化 / 栄養応答 / グルコシノレート / 転写因子 / 遺伝子発現 / シロイヌナズナ / 植物 / 硫黄 / 輸送体

研究成果の概要

硫黄(S)同化・代謝の調節機構について、SULTR1;2, SULTR2;1, APR3のS不足(-S)応答を担うシス配列を同定するとともに、それぞれに結合する転写因子候補を単離し、機能解析を進めた。SULTR2;1, APRの-S応答に変化を生じた変異株を単離し、部分的に原因遺伝子を明らかにした。SLIM1の機能発現へのC末端57アミノ酸の必要性を示すとともに、SULTR1;2とSLIM1の情報伝達が異なることを示唆した。また、-S下や暗所におけるグルコシノレート(GSL)分解を担う酵素を同定し、GSLがS貯蔵に果たす役割を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

SLIM1の制御を受けない「硫酸イオン還元」と「地上部への硫酸イオン移行」に焦点をあて、それらの-S応答機構と制御因子の同定を試みた。制御因子の機能同定は道半ばであるが、今後の研究展開に資する候補を複数得ることができた。これらの機能を同定し、既知の制御因子との情報伝達系の中での位置関係を明らかにすることで、S同化系制御の大枠を明らかにできると考えている。-S下で植物の生存を維持する機構として、GSL分解が一次代謝へのS再利用に果たす役割を解明できた。これらの成果は、-S環境でもよく育つ植物やSが十分にある環境でもS同化効率がよく有用含硫化合物を多く含む作物の育成に活用できる。