植物鉄センシング分子機構の解明

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 15H05617
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 小林 高範 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (70590206)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 鉄欠乏 / イネ / 遺伝子発現 / 転写因子 / ユビキチンリガーゼ / センサー

研究成果の概要

本研究では、植物の細胞内鉄センサーを明らかにするために、イネの転写因子 IDEF1 およびユビキチンリガーゼ HRZ に注目し、これらの金属との結合と鉄欠乏応答の制御とを繋ぐ分子メカニズムを調査した。IDEF1 の DNA 結合性、タンパク質安定性は鉄栄養条件により明確には変化しなかった。HRZ のタンパク質安定性、局在および機能が、金属との結合で変化する可能性を見いだした。HRZ の下流で、鉄硫黄クラスターの合成と輸送に関わるタンパク質および bZIP 転写因子が機能する可能性を見いだした。イネの鉄欠乏の初期応答と HRZ による鉄栄養制御に、ジャスモン酸経路が関わることを明らかにした。

自由記述の分野

農学（植物栄養学、植物分子生物学）

研究成果の学術的意義や社会的意義

世界の耕地の30％以上を占める石灰質土壌では、植物は鉄を吸収しにくく生育に適さないが、本研究はこのような土壌でも良好に育つ植物の開発につながる。さらに、植物が土壌中から吸収する鉄は、食物の鉄分の由来となるため、本研究は鉄栄養価の高い米などの食物の開発につながる。学術的には、植物の鉄感知を担う細胞内鉄センサーと鉄欠乏シグナルの実体は未だに明らかになっていない。本研究はこれらの解明につながる重要な知見を提供するものである。