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2002 年度 研究成果報告書概要

環境ストレス応答解析のための植物用PETの開発

研究課題

研究課題/領域番号 12356003
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 植物栄養学・土壌学
研究機関東京大学

研究代表者

森 敏  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 教授 (90011915)

研究分担者 内田 博  浜松ホトニクス株式会社, 専門部員(研究職)
塚田 秀夫  浜松ホトニクス株式会社, 専門部員(研究職)
中西 啓仁  東京大学, 大学院・農学生命科学研究科, 助手 (80282698)
辻 淳憲  浜松ホトニクス株式会社, 研究員
研究期間 (年度) 2000 – 2002
キーワードPETIS / ^<52>Fe-ムギネ酸 / ^<13>NO_3^- / ^<11>C-メチオニン / ^<11>C-IAA / H_2^<15>O / ^<52>Mn / ^<62>Zn
研究概要

浜松ホトニクスにおいて,^<13>NO_3^-,^<13>NH_4^+,^<11>C-メチオニン,^<11>C-IAA, H_2^<15>Oを,また,日本原子力研究所・高崎研究所において,^<52>Fe-ムギネ酸,^<52>Mn,^<62>Znを用いて,PETIS(positron emitting tracer imaging system)法で各種の元素成分の植物体内における吸収,移行,転流を動画として可視化した.また,それぞれの元素のイネ科植物の場合はD.C.(discrimination center)への移行速度,茎葉部での移行速度を算出した.すべての元素において,植物を欠乏処理したときには,元素吸収の要求力が高まり,根と葉の付け根であるD.C.への移行速度が数倍に増大した.このことは,根の細胞膜における各元素に対する固有のトランスポーターの活性が欠乏処理によって増大していることを意味しており,遺伝子の転写レベルでの誘導機構が存在することを示唆している.現在,鉄(Fe)については,イネ科植物ではムギネ酸-鉄トランスポーター(YS1)がトウモロコシからクローニングされ,これが鉄欠乏で転写誘導されることが証明されている(Walker et al. nature,2002).われわれはイネから二価鉄イオントランスポーターを複数個見出した.これらのうちのいくつかは,鉄欠乏特異的に根で誘導されることを見出している.亜鉛(Zn)やマンガン(Mn)のトランスポーターについては,検索中である.ダイズの茎の中を移行する水を観察すると驚くべきことに,導管内での水(H_2^<15>O)の移行には2種類あることが分かった.すなわち拡散とマスフローであり,拡散速度は7.5cm/min,マスフローの速度は2cm/minであった.世界で初めて水の体内移行の動画を作成した.

  • 研究成果

    (13件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (13件)

  • [文献書誌] 森敏, 西澤直子: "植物の鉄栄養の遺伝的制御"植物の生長調節. 37. 110-116 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Bughio N et al.: "Cloning an iron regulated metal transporter from rice"J Exp Bot. 53. 1677-1682 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yamaguchi et al.: "IDI7, a new iron-regulated ABC transporter from barley roots, localizes to the tonoplast"J Exp Bot. 53. 727-735 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H et al.: "Water (H_2^<15>O) flow in rice is regulated by the concentration of nutrients as monitored by positron multi-probe system (PMPS)"Soil Sci Plant Nutr. 48. 759-762 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Negishi T et al.: "cDNA microarray analysis of gene expression during iron deficiency stress in barley suggests that polar transport of vesicles is implicated in phytosiderophore secretion in Fe-deficient barley roots"Plant J. 30. 83-94 (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Yoshihara T et al.: "Regulation of the iron-deficiency responsive gene, Ids2, of barley in tobacco"Plant Biotechnology. 20. 33-41 (2003)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 森敏, 前忠彦, 米山忠克: "植物栄養学"文永堂. 291 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Nakanishi H et al.…Mori S: "Water (H_2^<15>O) flow in rice is regulated by the concentration of nutrients as monitored by positron multi-probe system (PMPS)"Soil Sci Plant Nutr. 48. 759-762

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Bughio N et al…Mori S: "Real-time ^<11>C-methionine translocation in barley in relation to mugineic acid phytosiderophore biosysnthesis"Planta. 213. 708-715

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kiyomiya S…Mori S: "Real time visualizaion of ^<13>N translocation in rice under different environmental conditions using positron emitting tracer imaging system"Plant Physiology. 125. 1743-1753

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Kiyomiya S et al.…Mori S: "Light activates H_2^<15>O flow in rice - Detailed monitoring using a positron-emitting tracer imaging system (PETIS)"Physiologia Plantarum. 113. 359-367

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Watanabe S, et al…Mori S: "Production of positron emitters of metalic elements to study plant uptake and distribution"Radiochimica Acta. 89. 853-858

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Mori S et al.…Tsuji S: "Visualization of ^<15>O-water flow in tomato and rice in the light and dark using a positron-emitting tracer imaging system (PETIS)"Soil Sci Plant Nutr. 46. 975-979

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 2004-04-14  

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