ル-ピン根による酸性フォスファターゼ分泌能の遺伝子解析とリン欠乏耐性植物の育成

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09248201
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 但野 利秋 北海道大学, 農学部, 教授 (40001440)
• キーワード: 酸性フォスファターゼ / 分泌 / ル-ピン / P欠乏 / 遺伝子解析 / cDNAライブラリー / mRNA / 塩基配列

研究概要

ル-ピンを標準リン濃度区とリン欠如区を設けて水耕培養し、経時的に根をサンプリングした。発現したmRNAの定量のためにノーザンブロット解析を、合成されたタンパク質の定量のためにウェスタンブロット解析を行った。リン欠如処理開始後3日目にはmRNAの発現が高まり、続いて分泌性酸性フォスファターゼタンパク質の合成も高まった。低リン処理による誘導はmRNAの発現量に比べてタンパク合成量の方が顕著に高かった。これは転写→翻訳の段階で何らかの合成促進機構が存在することによると考えられるが、現段階では別の器官で合成された本酵素が根に輸送されている可能性も否定できない。ル-ピン切断根を無菌的に標準リン濃度処理とリン欠如処理をした寒天培地上に置き、数時間毎に分泌された酸性フォスファターゼの活性染色を行った。酸性フォスファターゼ活性は、リン欠如処理により24時間以内の短期間に誘導された。このときのリン含有率に差はなかった。なおここには示していないが、個体レベルでもほぼ同様の応答がみられた。この結果から、ル-ピン根による酸性フォスファターゼの分泌は外部リン濃度に依存して起きる応答であることが示唆された。前年度の実験において、ル-ピンのゲノムライブラリーから1つの陽性クローンが得られた。現在このクローンについて解析中であるが、このクローンに含まれる配列と前年度決定したLASAP1とは非常に高い相同性を持つものの、配列の異なるクローンであることが明らかとなった。このことは、これら二つの遺伝子に由来するアイソザイムが存在するか、または分泌性酸性フォスファターゼが分子量やアミノ酸配列が非常に似通った二つのサブユニットからなるヘテロダイマーである可能性が考えられる。

研究成果

• [文献書誌] Li M, Shinano T, and Tadano T: "Distribution of exudates of lupin roots in the rhizosphere under phosphorus deficient conditions." Soil Sci.Plant Nutr.43. 237-245 (1997)
• [文献書誌] Li M, Osaki M, Honma M, and Tadano T: "Purification and characterization of phytase induced in tomato roots under phosphorus-deficient conditions." Soil Sci.Plant Nutr.43. 179-190 (1997)
• [文献書誌] Wasaki J, Ando M, Ozawa K, Omura M, Osaki M, Ito H, Matsui H, and Tadano T: "Properties of secretory acid phosphatase from lupin roots under phoshorus-deficient conditions" Soil Sci.Plant Nutr.43. 981-986 (1997)
• [文献書誌] Wasaki J, Omura M, Osaki M, Ito H, Matsui H, and Tadano T: "Function,properties and genetic analysis of secretory acid phosphatase from lupin roots under phosphorus-deficient conditions" Proceedings of international workshop on new concepts of plant nutrient aquisition. (in press). (1998)