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イネのOsHKT1依存の葉身内Na+濃度制御による塩抵抗性の分子機構の解明

公募研究

研究領域大地環境変動に対する植物の生存・成長突破力の分子的統合解析
研究課題/領域番号 25119709
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関信州大学

研究代表者

堀江 智明  信州大学, 学術研究院繊維学系, 准教授 (90591181)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
2014年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワード耐塩性 / ナトリウム輸送
研究実績の概要

イネのNa+輸送体であるOsHKT1;4, OsHKT1;5の塩ストレス下における個々の分子生理機能と塩抵抗性への貢献度を調査する事を試み、以下に列挙する成果を得た:
(1)二つの独立した研究機関の隔離温室を使用し、OsHKT1;4遺伝子発現抑制イネ株(RNAi株)の塩ストレス下における表現型の再現性を調査した。生殖生長期のRNAi株は、野生型の日本晴に比べ、地上部にNa+を高蓄積する事が認められ、特に止葉葉身においては3-4倍のNa+を有意に高蓄積した。穂へも、野生型に比べ15%程度のNa+蓄積量の増加が見られたが、著しい収量の現象が観察された昨年度の結果は再現されなかった。しかしながら、OsHKT1;4遺伝子は、生殖生長期のイネの茎や止葉葉鞘で強く発現し、穂首節間や第一節では塩による発現誘導も認められた事から、これまでの成果も総合し、OsHKT1;4輸送体は、生殖成長期のイネのNa+高蓄積回避機構の重要な一端に担っているものと結論付けられた。
(2)OsHKT1;5遺伝子のプロモーターにT-DNAが挿入された発現減少変異イネ株の塩ストレス下における表現型の精査を行った所、減少株においては、野生型に比べ根の発現がほぼ抑制されているものの、地上部、特に葉鞘での発現は逆に顕著に増加しており、葉鞘へNa+を高蓄積させている事が判明した。遺伝子破壊株も含め、22Na+を用いたRI-imaging解析を行った結果、OsHKT1;5は、根の導管からのNa+の排除に加えて、葉鞘においても、葉身へのNa+流入を防ぐために導管からのNa+積み下ろしに貢献している事を証明した。これまでの成果と合わせ、OsHKT1;5の塩ストレス下における新規生理機能を明らかにする事ができた。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamic Regulation of the Root Hydraulic Conductivity of Barley Plants in Response to Salinity/Osmotic Stress2015

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Kaneko, Tomoaki Horie, Yoshiki Nakahara, Nobuya Tsuji, Mineo Shibasaka, Maki Katsuhara
    • 雑誌名

      Plant & Cell Physiology

      巻: 56 号: 5 ページ: 875-882

    • DOI

      10.1093/pcp/pcv013

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] HKT transporters mediate salt stress resistance in plants: from structure and function to the field2015

    • 著者名/発表者名
      Shin Hamamoto, Tomoaki Horie, Felix Hauser, Ulrich Deinlein, Julian I Schroeder, Nobuyuki Uozumi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Biotechnology

      巻: 32 ページ: 113-120

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Using membrane transporters to improve crops for sustainable food production2013

    • 著者名/発表者名
      Schroeder JI, Delhaize E, Frommer WB, Guerinot ML, Harrison MJ, Herrera-Estrella L, Horie T, Kochian L, Munns R, Nishizawa NK, Tsay YF, Sanders D
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 497 号: 7447 ページ: 60-66

    • DOI

      10.1038/nature11909

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 塩類集積土壌における植物のナトリウム毒性回避機構2014

    • 著者名/発表者名
      堀江智明
    • 学会等名
      日本育種学会第126回講演会 ワークショップ~水 土壌 作物~ 環境ストレス突破の分子生理基盤と育種との融合
    • 発表場所
      南九州大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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