必須金属栄養素の吸収、移行と分配の分子機構

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17078002
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 石川県立大学
• 研究代表者: 西澤 直子 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (70156066)
• 研究分担者: 高橋 美智子 宇都宮大学, 農学部, 准教授 (90345182)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: ミネラル栄養 / 金属錯体トランスポーター / ニコチアナミン / ムギネ酸 / 環境耐性作物

研究概要

必須元素である鉄の吸収と体内移行に働く輸送体遺伝子を単離しその機能を明らかにした。鉄栄養制御の分子機構において中心となる転写因子を発見し、鉄欠乏応答遺伝子発現制御のネットワークの概容を明らかにした。鉄栄養に関与する遺伝子群を利用して多くのアルカリ土壌耐性イネを作出し圃場検定した。また貧血症改善に効果のある鉄含量の高いコメの開発にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Phytosiderophore Efflux Transporters Are Crucial for Iron Acquisition in Graminaceous Plants. (2011)
  • 著者名/発表者名: Nozoye T, Nagasaka S, Kobayashi T, Takahashi M, Sato Y, Sato Y, Uozumi N, Nakanishi H, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 286 ページ: 5446-5454
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice transcription factor IDEF1 is essential for the early response to iron deficiency and induces vegetative expression of late embryogenesis abundant genes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Nakanishi Itai R, Ogo Y, Kakei Y, Nakanishi H, Takahashi M, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: The Plant Journal 60 ページ: 948-961
  • 査読あり
• [雑誌論文] Iron fortification of rice seeds through activation of the nicotianamine synthase gene. (2009)
  • 著者名/発表者名: Lee S, Jeon US, Lee SJ, Kim Y-K, Persson DP, Husted S, Schjorring JK, Kakei Y, Masuda H, Nishizawa NK, An G.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of the USA 106 ページ: 22014-22019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of grain chalkiness and changes in water distribution in developing rice caryopses grown under high-temperature stress. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru T, K.Akemi K.Horigane, Ida M, Iwasawa N, Yumiko A.San-oh, Nakazono M, Nishizawa NK, Masumura T, Kondo M, Yoshida M.
  • 雑誌名: Journal of Cereal Science 50 ページ: 166-174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice OsYSL15 is an iron-regulated iron(III)-deoxymugineic acid transporter expressed in the roots and is essential for iron uptake in early growth of the seedlings. (2009)
  • 著者名/発表者名: Inoue H, Kobayashi T, Nozoye N, Takahashi M, Kakei Y, Suzuki K, Nakazono M, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 284 ページ: 3470-3479
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice metal-nicotianamine transporter, OsYSL2, is required for the long-distance transport of iron and manganese. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Y, Masuda H, Bashir K, Inoue H, Tsukamoto K, Takahashi M, Nakanishi H, Aoki N, Hirose T, Ohsugi R, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: The Plant Journal 62 ページ: 379-390
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transgenic rice lines that include barley genes have increased tolerance to low iron availability in a calcareous paddy soil. (2008)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Morikawa CK, Nakanishi H, Takahashi M, Saigusa M, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Soil Science and Plant Nutrition 54 ページ: 77-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel NAC Transcription Factor, IDEF2, That Recognizes the Iron Deficiency-responsive Element 2 Regulates the Genes Involved in Iron Homeostasis in Plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ogo Y, Kobayashi T, Nakanishi Itai R, Nakanishi H, Kakei Y, Takahashi M, Toki S, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 283 ページ: 13407-13417
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mutational reconstructed ferric chelate reductase confers enhanced tolerance in rice to iron deficiency in calcareous soil. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Y, Kim S, Tsukamoto T, Oki H, Kobayashi T, Watanabe S, Matsuhashi S, Takahashi M, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Proceedings of the National academy of Science of the USA 104 ページ: 7373-7378
  • 査読あり
• [雑誌論文] The transcription factor IDEF1 regulates the response to and tolerance of iron deficiency in plants. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Ogo Y, Nakanishi Itai R, Nakanishi H, Takahashi M, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Science of the USA 104 ページ: 19150-19155
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice bHLH protein OsIRO2 is an essential regulator of the genes involved in Fe uptake under Fe-deficient conditions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ogo Y, Nakanishi Itai R, Nakanishi H, Kobayashi T, Takahashi M, Mori S, Nishizawa NK
  • 雑誌名: The Plant Journal 51 ページ: 366-377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rice plants take up iron as an Fe^<3+>-phytosiderophore and as Fe^<2+>. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ishimaru Y, Suzuki M, Tsukamoto T, Suzuki K, Nakazono M, Kobayashi T, Wada Y, Watanabe S, Matsuhashi S, Takahashi M, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: The Plant Journal 45 ページ: 335-346
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cloning and characterization of deoxymugineic acid synthase genes from graminaceous plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Bashir K, Nagasaka S, Takahashi M, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281 ページ: 32395-32402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Biosynthesis and secretion of mugineic acid family phytosiderophores in zinc-deficient barley. (2006)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Takahashi M, Tsukamoto T, Watanabe S, Matsuhashi S, Yazaki J, Kishimoto N, Kikuchi S, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: The Plant Journal 48 ページ: 85-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] GAMYB controls different sets of genes and is differentially regulated by microRNA in aleurone cells and anthers. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuji H, Aya K, Ueguchi-Tanaka M, Shimada Y, Nakazono M, Watanabe R, Nishizawa NK, Gomi K, Shimada A, Kitano H, Ashikari M, Matsuoka M.
  • 雑誌名: The Plant Journal 47 ページ: 427-444
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of iron-acquisition-related genes in iron-deficient rice is co-ordinately induced by partially conserved iron-deficiency-responsive elements. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Suzuki M, Inoue H, Nakanishi Itai R, Takahashi M, Nakanishi H, Mori S, Nishizawa NK.
  • 雑誌名: Journal of Experimental Botany 56 ページ: 1305-1316
  • 査読あり
• [学会発表] ワークショップ「チャネル・トランスポーターによる植物機能制御の分子基盤.Molecular basis of the regulation of plant growth and development by ion channels and transporters」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • 発表場所: 兵庫県・神戸市
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 平成22年度日本農学賞・読売農学賞受賞記念講演「植物の鉄栄養制御に関する研究」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会2010年度北海道大会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2010-09-08
• [学会発表] The regulation of iron transport and homeostasis in Strategy II plants. (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nishizawa
  • 学会等名: the 15th International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants
  • 発表場所: ハンガリー・ブダペスト
  • 年月日: 2010-07-27
• [学会発表] 植物によるカドミウムのレメディエーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 日本学術会議公開シンポジウム「植物を活かす-植物を利用したグリーンイノベーションに向けて」
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] 鉄栄養制御の分子機構と新機能作物作出への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 中部土壌肥料研究会春の講演会
  • 発表場所: 愛知県・名古屋市
  • 年月日: 2010-05-26
• [学会発表] 植物の鉄栄養とその制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 日本原子力研究開発機構生命科学研究シンポジウム2010
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-03-16
• [学会発表] Iron uptake and loading in the rice grain. (2009)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nishizawa
  • 学会等名: The 6th International Rice Genetics Symposium(RG6)and 7^<th> International Symposium on Rice Fuctional Genomics
  • 発表場所: フィリピン・マニラ
  • 年月日: 2009-11-16
• [学会発表] シンポジウム「植物の鉄欠乏応答の発現制御機構」検討課題「バイテク手法を用いた食料生産性向上を目指した実用的な作物開発研究の方向」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 平成20年度北海道農業試験研究推進会議生物工学部会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2009-02-02
• [学会発表] The novel transcription factors IDEF1 and IDEF2 regulate the iron deficiency response and tolerance in rice through binding to rion deficiency-responsive elements. (2008)
  • 著者名/発表者名: Naoko K.Nishizawa
  • 学会等名: The 6^<th> International Symposium of Rice Fuctional Genomics
  • 発表場所: 韓国・済州島
  • 年月日: 20081110-20081112
• [学会発表] 農耕地の拡大を目指した不良土壌耐性作物の作出 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 第10回RIBSバイオサイエンスシンポジウム「食糧・バイオマス生産性の飛躍的向上に向けて」
  • 発表場所: 岡山県・岡山市
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] 極限土壌における植物の耐性戦略に関わる分子とその応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 極限環境微生物学会第9回シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-07-11
• [学会発表] Molecules required for the iron deficiency response in plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Naoko Nishizawa
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conferences
  • 発表場所: アメリカ・コロラド
  • 年月日: 2008-06-18
• [学会発表] OsYSL family transporters involved in the uptake and translocation of iron in rice plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Naoko K.Nishizawa
  • 学会等名: ISINIP2006
  • 発表場所: フランス・モンペリエ
  • 年月日: 2006-07-04
• [学会発表] Mineral Nutrients and Organelle. (2006)
  • 著者名/発表者名: Naoko K.Nishizawa
  • 学会等名: The 53rd NIBB Conference "Dynamic Organelles in Plants"特定領域研究「植物の環境適応戦略としてのオルガネラ分化」
  • 発表場所: 愛知県・岡崎市
  • 年月日: 2006-06-17
• [学会発表] 不良土壌耐性遺伝子をヒトの健康に役立てる (2006)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: イネゲノム解読記念シンポジウム
  • 発表場所: 茨城県・つくば市
  • 年月日: 2006-03-22
• [学会発表] Rice metal-nicotianamine and iron-phytosiderophore transporters involved in the uptake, translocation and accumulation of minerals in grains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Naoko K.Nishizawa
  • 学会等名: 5th International Rice Genetics Symposium
  • 発表場所: フィリピン・マニラ
  • 年月日: 20051119-20051123
• [学会発表] 植物の養分吸収と循環系明日を担う植物科学 (2005)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: シンポジウム-植物科学:分子動態から群落生産まで-
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2005-10-14
• [学会発表] Rice metal-nicotianamine and iron-phytosiderophore transporters involved in the uptake and translocation of metal nutrients. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishizawa NK
  • 学会等名: XV IPNC 2005
  • 発表場所: 中国・北京
  • 年月日: 2005-09-15
• [学会発表] 植物細胞における小胞体由来構造の解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 西澤直子
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第61回学術講演会
  • 発表場所: 茨城県・つくば市
  • 年月日: 2005-06-01
• [図書] Recent insights into iron homeostasis and their application in graminaceous crops.Proceedings of the Japan Academy, Series B(Proc.Jpn.Acad., Ser.B)Vol.86, No.9 (2010)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Nakanishi H, Nishizawa NK.
  • 総ページ数: 900-913
• [図書] Regulation of Iron and Zinc Uptake and Translocation in Rice.Rice Biology in the Genomics Era Biotechnology in Agriculture and Forestry 62(eds by H.-Y.Hirano et al.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Nishizawa NK.
  • 総ページ数: 321-335
  • 出版者: Springer
• [図書] Deoxymugineic Acid Synthase.A Gene Important for Fe-Acquisition and Homeostasis.Plant Signaling & Behavior vol.1 Issue 6 (2006)
  • 著者名/発表者名: Bashir K, Nishizawa NK.
  • 総ページ数: 290-292
  • 出版者: Landes Bioscience
• [図書] olecular analysis of iron-deficient Graminaceous plants.In Iron Nutrition in Plants and Rhizospheric Microorganisms (eds by L.L.Barton and J.Abadia) (2006)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi T, Nishizawa NK, Mori S.
  • 総ページ数: 395-435
  • 出版者: Springer Inc.
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/syokuei/transport/index.html
• [産業財産権] 植物の鉄欠乏耐性を向上させるポリペプチドおよびその利用 (2008)
  • 発明者名: 独立法人科学技術振興機構
  • 権利者名: 西澤直子、森敏、小林高範、小郷裕子
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-512948
  • 出願年月日: 2008-04-24
• [産業財産権] デオキシムギネ酸合成酵素およびその利用 (2006)
  • 発明者名: 独立法人科学技術振興機構
  • 権利者名: 西澤直子、森敏
  • 産業財産権番号: 特許,特願2006-218548
  • 出願年月日: 2006-08-10