| 研究概要 |
ニコチアナミンは,イネ科植物における鉄獲得機構の主要な構成要素であるムギネ酸類の生合成中間体として重要な化合物である.またニコチアナミンは金属イオンとの結合能を持ち,イネ科以外の高等植物にも広く存在するところがら,金属イオンの代謝,体内移行,体内分配に必須のものと想定されているがその生理機能の分子レベルでの解明には至っていない.本研究は,高等植物におけるニコチアナミンの機能を分子レベルで明らかにすることを目的としている.我々が単離している3つのイネとシロイヌナズナのニコチアナミン合成酵素遺伝子に加え、シロイヌナズナゲノムを検索し、新たなニコチアナミン合成酵素遺伝子を発見した.これらのニコチアナミン合成酵素遺伝子ファミリーの栄養成長,生殖成長の各時期における発現様式を明らかにした.その結果,これらの遺伝子は生長過程においてそれぞれ異なる発現制御を受け,発現部位と発現時期はそれぞれ異なることが明らかになった.さらに金属栄養条件によっても異なる制御をうけていた。イネ・ニコチアナミン合成酵素遺伝子のうち、OsNAS1、OsNAS2は栄養十分条件では維管束部分に発現しており、鉄欠乏によって強く発現が誘導されると根全体に発現が拡大した。一方、OsNAS3は、鉄欠乏条件になっても根での発現は低くかったが、葉では恒常的に維管束細胞で発現しており鉄欠乏によって発現が抑制された。同様にイネ科植物のトウモロコシにおいても、葉で恒常的に発現し、鉄欠乏によって発現が抑制されるニコチアナミン合成酵素遺伝子、ZMNAS3が存在することを明らかにした。これらの結果は、イネ科植物において根圏にムギネ酸を分泌するためにニコチアナミンが前駆体として機能する以外の役割を持つことを強く示唆している。
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