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光合成による無機Cおよび無機N化合物の還元同化の比率は葉緑体に運ばれる両基質の量比が大きく影響している。無機N化合物として葉緑体に取り込まれる亜硝酸イオンの輸送には葉緑体包膜にあるトランスポータータンパク質が必要であり、その存在量が亜硝酸の葉緑体内への輸送量ひいては光合成による窒素の還元同化の効率を決めていると思われる。本研究ではこの亜硝酸トランスポーター遺伝子をクローニングし、その輸送機能を明らかにするとともに、トランスポータータンパク質の発現量をコントロールすることによる光合成産物におけるC/N比を調節することを試みた。
キュウリ緑化子葉のcDNAライブラリーから亜硝酸トランスポーターcDNAをクローニングした。このcDNAを導入して形質転換した酵母を用いて、亜硝酸の輸送活性、輸送の方向等を明らかにした。亜硝酸トランスポーターmRNAの転写は光とN肥料の施肥によって誘導されることを明らかにした。
亜硝酸トランスポーターのセンスおよびアンチセンスcDNAをもちいて形質転換した植物を形成し、その植物栄養学的性質を明らかにし、輸送活性の与える植物体のC/N比に対する影響を明らかにした。
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