植物においてグルタチオン長距離輸送を担う輸送体が硫黄や重金属分配に果たす役割

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K07639
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 大津 直子 東京農工大学, グローバルイノベーション研究院, 教授 (40513437)
• 研究協力者: Wongkaewa Arunee ; 中村 進一
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: グルタチオン輸送体 / 植物 / カドミウム / 亜鉛 / 篩管輸送

研究成果の概要

植物において硫黄は、主にgamma-Glu-Cys-Gyからならトリペプチドであるグルタチオンの形態で、ソースからシンクへ篩管を介して輸送される。我々は、シロイヌナズナの変異体を用いた解析からAtOPT6がグルタチオンの篩管輸送を担うこと、カドミウム輸送に関与すること、発芽や生殖器官形成に貢献することを示した。さらにAtOPT6を篩部で強発現させてグルタチオンの輸送を強化することにより、地上部の亜鉛含量を増加できることを示した。本研究により、AtOPT6遺伝子の発現を制御することにより、人にとっての有害重金属や有用ミネラル金属元素の輸送を変化させることができることを示した。

自由記述の分野

植物栄養学

研究成果の学術的意義や社会的意義

グルタチオンの篩管輸送は硫黄、窒素、重金属輸送に関与することが示唆されていたが、本研究はそれを担うグルタチオン輸送体を同定し、それが植物の生育や重金属動態に関与することを示した初めての例である。本研究の成果は、人間の健康に有用なミネラル金属成分を作物可食部で増加させるbio-fortificationや、有害重金属を減少させる方法につながる可能性がある。