研究課題
シロイヌナズナエコタイプの大規模解析によって見いだした、低窒素条件で高成長を示すE244系統（独自の管理番号）について、その体内で起こっている生理学的・遺伝学的な変化を調べた。まず地上部および根に含まれる炭素と窒素の割合を測定した。その結果、標準系統のCol-0に比べて地上部の乾燥重量あたりの炭素含有率の増加傾向が見られた。これはE244では光合成能力が向上しているために、炭酸同化量も増加していることを指し示していると思われる。次に、育成培地中の窒素濃度を変えたときの、地上部のクロロフィル含量を測定した。Col-0では窒素十分条件に比べて、低窒素条件ではクロロフィル含量が少なくなっているのに対し、E244では低窒素条件のときでもロロフィル含量が多いことがわかった。この結果から、E244が低窒素条件でもクロロフィル量が十分にあるため、光合成を活発に行えることが示された。また、マイクロアレイおよびqRT-PCRによって、E244の根における窒素応答関連遺伝子の発現量をCol-0と比較したところ、硝酸輸送体、硝酸還元酵素、硝酸代謝関連転写因子等の遺伝子の発現が、低窒素条件においてCol-0に比べてE244で高くなっており、E244は低窒素条件において高い窒素吸収・同化能力を持つ事が示唆された。以上のことより、シロイヌナズナエコタイプE244系統が特徴的なCO2・窒素応答性を示すことが生理学的・遺伝学的にも確かめられた。この形質をもたらす主動遺伝子を同定することで、植物のCO2・窒素応答クロストークに関する新たな知見が得られると考えられる。さらにE244系統の詳細な表現型解析の結果、この系統でみられた低窒素条件における根の高成長は、地上部が受ける光が影響していることが明らかになった。よって今後は光・CO2・窒素応答のクロストークについても詳しく解析していく。
平成29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Nature Plants
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