ケイ酸トランスポーター遺伝子の単離と解析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17078008
• 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: 岡山大学
• 研究代表者: 馬 建鋒 岡山大学, 資源生物科学研究所, 教授 (80260389)
• 研究分担者: 山地 直樹 岡山大学, 資源生物科学研究所, 助教 (00444646)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: イネ / ケイ酸トランスポーター / 極性 / 吸収 / 分配

研究概要

ケイ素は植物の有益元素で、植物の複合ストレスを軽減することができる。本研究では、植物のケイ酸の吸収、分配に関与するトランスポーターを同定した。イネから同定したLsi1とLsi2は根で発現し、根の外皮と内皮細胞に極性をもって偏在し、根によるケイ酸の吸収に重要な役割を果たしている。またLsi6は葉の維間束木部や第I節で発現し、ケイ酸の分配に関与している。トウモロコシやカボチャからも同様のトランスポーターを同定しているが、イネと比べ、発現レベルや細胞局在性が異なっていた。

研究成果

• [雑誌論文] A transporter at the node responsible for inter-vascular transfer of silicon in rice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamaji N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Cell 21 ページ: 2878-2883
  • 査読あり
• [雑誌論文] The rice aquaporin Lsi1 mediates uptake of methylated arsenic species. (2009)
  • 著者名/発表者名: Li RY, Ago Y, Liu W J, Mitani N, Feldmann J, McGrath SP, Ma JF, Zhao FJ.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 150 ページ: 2071-2080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of maize and barley Lsi2-like silicon efflux transporters reveals a distinct silicon uptake system from that in rice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitani N, Chiba Y, Yamaji N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Cell 21 ページ: 2133-2142
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential gene expression of rice in response to silicon and rice blast fungus Magnaporthe oryzae. (2009)
  • 著者名/発表者名: Brunings AM, Datnoff LE, Ma JF, Mitani N, Nagamura Y, Rathinasabapathi B, Kirst M
  • 雑誌名: Ann. Appl. Biol. 155 ページ: 161-170
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitigation of arsenic accumulation in rice with water management and silicon fertilization. (2009)
  • 著者名/発表者名: Li RY, Stroud JL, Ma JF, McGrath SP, Zhao FJ.
  • 雑誌名: Environ. Sci. Technol. 43 ページ: 3778-3783
  • 査読あり
• [雑誌論文] NIP1;1, an aquaporin homolog, determines the arsenite sensitivity of Arabidopsis thaliana. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamiya T, Tanaka M, Mitani N, Ma JF, Maeshima M, Fujiwara T.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 284 ページ: 2114-2120
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of active silicon uptake by rice on 29Si fractionation in various plant parts. (2009)
  • 著者名/発表者名: Koster JR, Bol R, Leng MJ, Parker AG, Sloane HJ, Ma JF.
  • 雑誌名: Rapid Commun. Mass Spectrom. 23 ページ: 2398-2402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic uptake and metabolism in plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Zhao FJ, Ma JF, Meharg AA, McGrath SP.
  • 雑誌名: New Phytol. 181 ページ: 777-794
  • 査読あり
• [雑誌論文] Defective active silicon uptake affects some components of rice resistance to brown spot. (2009)
  • 著者名/発表者名: Dallagnol LJ, Rodrigues FA, Mielli MVB, Ma JF, Datnoff LE
  • 雑誌名: Phytopathology 99 ページ: 116-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] HvLsi1 is a silicon influx transporter in barley. (2009)
  • 著者名/発表者名: Chiba Y, Yamaji N, Mitani N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant J. 57 ページ: 810-818
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of maize silicon influx transporters. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitani N, Yamaji N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 5-12
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transporters of arsenite in rice and their role in arsenic accumulation in rice grain. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Yamaji N, Mitani N, Xu XY, Su YH, McGrath S, Zhao FJ.
  • 雑誌名: PNAS 105 ページ: 9931-9935
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of substrate specificity of a rice silicon transporter, Lsi1. Pflugers Arch-Eur. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mitani N, Yamaji N, Ma JF.
  • 雑誌名: J. Physiol. 456 ページ: 679-686
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reexamination of silicon effects on rice growth and production under field conditions using a low silicon mutant. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamai K, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Soil 307 ページ: 21-27
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Transporter regulating silicon distribution in rice shoots. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamaji N, Mitatni N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Cell 20 ページ: 1381-1389
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial distribution and temporal variation of the rice silicon transporter Lsi1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaji N, Ma JF.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 143 ページ: 1306-1313
  • 査読あり
• [雑誌論文] An efflux transporter of silicon in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Yamaji N, Mitani N, Tamai K, Konishi S, Fujiwara T, Katsuhara M, Yano M.
  • 雑誌名: Nature 448 ページ: 209-211
  • 査読あり
• [雑誌論文] イネのケイ素トランスポーター. (2007)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒、山地直樹、三谷奈見季
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 52 ページ: 1849-1856
• [雑誌論文] Genotypic difference in Si uptake and expression of Si transporter genes in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Yamaji N, Tamai K, Mitani N
  • 雑誌名: Plant Physiol. 145 ページ: 919-924
  • 査読あり
• [雑誌論文] イネにおけるケイ素の有益性及び吸収機構に関する研究. (2007)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 78 ページ: 431-434
• [雑誌論文] A silicon transporter in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Tamai K, Yamaji N, Mitani N, Konishi S, Katsuhara M, Ishiguro M, Murata Y, Yano M.
  • 雑誌名: Nature 440 ページ: 688-691
  • 査読あり
• [雑誌論文] イネのケイ酸吸収機構. (2006)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹、馬建鋒
  • 雑誌名: 化学と生物 44 ページ: 453-458
• [雑誌論文] イネのケイ酸輸送体. (2006)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒、山地直樹、三谷奈見季、玉井一規
  • 雑誌名: 細胞工学 25 ページ: 778-779
• [雑誌論文] Silicon uptake and accumulation in higher plants. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Yamaji N
  • 雑誌名: Trends in Plant Sci. 11 ページ: 392-397
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic dissection of silicon uptake ability in rice (Oryza sativa L. ). (2006)
  • 著者名/発表者名: Wu QS, Wan XY, Su N, Cheng ZJ, Wang JK, Lei CL, Zhang X, Jiang L, Ma JF, Wan JM.
  • 雑誌名: Plant Sci. 171 ページ: 441-448
  • 査読あり
• [雑誌論文] イネケイ素吸収遺伝子の同定. (2006)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 雑誌名: ブレインテクノニュース 118 ページ: 17-21
• [雑誌論文] Plant root responses to three abundant soil mineral: silicon, aluminum and iron. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ma JF.
  • 雑誌名: Crit. Rev. Plant Sci. 24 ページ: 267-281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of silicon form in the xylem of rice (Oryza sativa L. ). (2005)
  • 著者名/発表者名: Mitani N, Ma JF, Iwashita T.
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 46 ページ: 279-283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Uptake system of silicon in different plant species. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mitani N, Ma JF.
  • 雑誌名: J. Exp. Bot. 56 ページ: 1255-1261
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functions and transport of silicon in plants.
  • 著者名/発表者名: Ma JF, Yamaji N.
  • 雑誌名: Cellular and Molecular Life Sciences 65 ページ: 3049-3057
  • 査読あり
• [学会発表] ブルームレスキュウリ用カボチャ台木のケイ酸吸収特性のさらなる解析. (2009)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒・吾郷幸子・山地直樹・三谷奈見季・岩崎貢三
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20090915-20090918
• [学会発表] イネのケイ素分配の分子機構(i). (2009)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20090915-20090918
• [学会発表] Silicon uptake and translocation in plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: XVI International Plant Nutrition Colloquium 2009
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 20090826-20090830
• [学会発表] Maize silicon transporters. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitani, N., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: XVI International Plant Nutrition Colloquium 2009
  • 発表場所: California, USA
  • 年月日: 20090826-20090830
• [学会発表] Transporters involved in uptake and distribution of silicon in rice. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Yamaji, N., Mitani, N
  • 学会等名: Plant Biology 2009
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii
  • 年月日: 20090718-20090722
• [学会発表] ケイ酸輸送体Lsi6によるイネ生殖生長期のケイ酸分配. (2009)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 第50回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20090321-20090324
• [学会発表] Silicon Transporters in higher plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会, 第81回日本生化学学会大会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20081209-20081212
• [学会発表] Characterization of silicon transporters from rice and maize. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mitani, N., Yamaji, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: Silicon in Agriculture Conference South Africa 2008
  • 発表場所: KwaZulu-Natal, South Africa
  • 年月日: 20081026-20081031
• [学会発表] Silicon transporters in rice. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, N., Mitani, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: Silicon in Agriculture Conference South Africa 2008
  • 発表場所: KwaZulu-Natal, South Africa
  • 年月日: 20081026-20081031
• [学会発表] Transporters involved in iron acquisition and xylem loading in gramineous plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: XIV International Symposium on Iron Nutrition and Interactions in Plants.
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20081011-20081016
• [学会発表] イネのヒ素吸収に関するトランスポーターの同定. (2008)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒・山地直樹・三谷奈見季・Fang-Jie Zhao
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080909-20080913
• [学会発表] 異なるイネ科植物由来のケイ酸トランスポーター特性の比較解析. (2008)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・千葉由佳子・山地直樹・馬建 鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080909-20080913
• [学会発表] Influx and efflux transporters of silicon in higher plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: Final Meeting of the DFG-Priority Program 1108. "Dynamics of Plant Membrane Transport"
  • 発表場所: chlob Hirschberg, Germany
  • 年月日: 20080519-20080521
• [学会発表] イネのケイ酸トランスポーター. (2008)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本農芸化学会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20080326-20080327
• [学会発表] イネのヒ素吸収におけるケイ酸輸送体の関与. (2008)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・三谷奈見季・Xiao-Yan Xu・Steve P. McGrath・Fang-Jie Zhao・馬建鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] トウモロコシのケイ酸トランスポーターの同定. (2008)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 20080320-20080322
• [学会発表] A unique uptake system of silicon required for high and sustainable production of rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: The University of Tokyo International Symposium, Frontier of Microbial and Plant Biotechnology in Environmental and Life Sciences
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 20071205-20071206
• [学会発表] Influx and efflux transporter genes of silicon in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: The 5th International Symposium of Rice Functional Genomics.
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20071015-20071017
• [学会発表] トウモロコシ由来のケイ酸吸収遺伝子の単離と解析. (2007)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20070822-20070824
• [学会発表] A rice aquaporin functions as a silicon transporter. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Yamaji, N., Mitani, N.
  • 学会等名: The 5th International Conference of Auqporin.
  • 発表場所: Nara, Japan
  • 年月日: 20070713-20070716
• [学会発表] Silicon transporters in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Yamaji, N., Mitani, N.
  • 学会等名: XIV International Workshop on Plant Membrane Biology.
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20070626-20070630
• [学会発表] Functional characterization of rice silicon transporter Lsi1. (2007)
  • 著者名/発表者名: Mitani, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: XIV International Workshop on Plant Membrane Biology.
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20070626-20070630
• [学会発表] Functional analysis of silicon efflux transporter Lsi2 in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamaji, N., Mitani, N., Tamai, K., Ma, J.F.
  • 学会等名: XIV International Workshop on Plant Membrane Biology.
  • 発表場所: Valencia, Spain
  • 年月日: 20070626-20070630
• [学会発表] イネ科NIPのケイ酸輸送特性の解析. (2007)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・山地直樹・且原真木・馬建 鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] ネケイ酸輸送体Lsi6の機能解析. (2007)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・三谷奈見季・馬建鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 愛媛
  • 年月日: 20070328-20070330
• [学会発表] Silicon transporter genes in rice. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Yamaji, N., Mitani, N., Tamai, K., Konishi, S., Yano, M.
  • 学会等名: International Plant and Animal Genome Conference XV.
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 20070113-20070117
• [学会発表] 植物のケイ素輸送機構. (2007)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 特定領域研究「植物の養分吸収と循環系」シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] イネにおけるケイ素の有益性及び吸収機構に関する研究. (2007)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会賞記念講演
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-08-23
• [学会発表] イネケイ酸吸収遺伝子Lsi1の輸送特性の解析. (2006)
  • 著者名/発表者名: 三谷奈見季・且原真木・馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20060905-20060907
• [学会発表] イネの根におけるケイ酸吸収関連遺伝子の分布と発現解析. (2006)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 20060905-20060907
• [学会発表] イネ新規ケイ酸吸収関連遺伝子Lsi2のクローニング. (2006)
  • 著者名/発表者名: 玉井一規・小西左江子・矢野昌裕・馬建 鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] イネケイ酸吸収関連遺伝子Lsi2の機能解析. (2006)
  • 著者名/発表者名: 山地直樹・馬建鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 20060319-20060321
• [学会発表] イネのケイ酸吸収を司る遺伝子の単離と解析. (2006)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 学会等名: イネゲノム解読記念シンポジウム-イネゲノム解読でなにができるか?-
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2006-03-22
• [学会発表] Roles of an NIP gene in silicon transporter in rice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: 植物生理学会年会シンポジウム, Plant NIP-their structure function analysis and roles in plant physiolog
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2006-03-21
• [学会発表] Uptake and translocation of silicon in higher plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Yamaji, N., Mitani, N., Tamai, K., Konishi, S., Iwashita, T., Yano, M.
  • 学会等名: Pacifichem
  • 発表場所: Hawaii, United State
  • 年月日: 20051215-20051220
• [学会発表] Silicon requirement for rice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: IIISilicon in Agriculture Conference
  • 発表場所: Uberlandia Brazil
  • 年月日: 20051022-20051026
• [学会発表] Isolation and characterization of novel rice mutant deffective in Si uptake. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tamai, K., Takeoka, Y., Konishi, S., Mitani, N., Yano, M., Ma, J.F.
  • 学会等名: IIISilicon in Agriculture Conference
  • 発表場所: Uberlandia Brazil
  • 年月日: 20051022-20051026
• [学会発表] Uptake system of silicon in different plant species. (2005)
  • 著者名/発表者名: Mitani, N., Ma, J.F.
  • 学会等名: XV International Plant Nutrition Colloquium
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20050914-20050919
• [学会発表] 新規イネケイ酸吸収関連遺伝子Lsi2の単離と解析 (2005)
  • 著者名/発表者名: 玉井一規, 三谷奈見季, 山地直樹, 小西左江子, 矢野昌裕, 馬建鋒
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会年会
  • 発表場所: 島根
  • 年月日: 20050906-20050909
• [学会発表] Isolation and functional analysis of genes controlling Si uptake in rice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F., Tamai, K., Yamaji, N., Mitani, N., Konishi, S., Yano, M.
  • 学会等名: 10th International Congress of SABRAO
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 20050822-20050823
• [学会発表] Isolation and characterization of Lsi1 (2005)
  • 著者名/発表者名: Mitani, N., Tamai, K., Konishi, S., Yano, M., Yamaji, N., Kyo, M., Ma, J.F.
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20050324-20050326
• [学会発表] Characterization of a novel low Si rice mutant (lsi2) and molecular mapping of responsible gene in rice (2005)
  • 著者名/発表者名: 玉井一規, 武岡祐子, 小西左江子, 矢野昌裕, 藤原徹, 馬建鋒
  • 学会等名: 日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 20050324-20050326
• [学会発表] Silicon and stress tolerance in plants. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ma, J.F.
  • 学会等名: Agricultural Plant Stress Response V
  • 発表場所: Gwangju, Korea
  • 年月日: 2005-09-29
• [図書] In Handbook of Biomineralization (Baeuerlein e. Ed, Silicon uptake in different plant species) (2007)
  • 著者名/発表者名: Ma JF.
  • 総ページ数: 113-124
  • 出版者: WILEY-VCH
• [図書] IIイネのケイ酸要求性と吸収特性. イネの生産性・品質と栄養生理. (2006)
  • 著者名/発表者名: 馬建鋒
  • 総ページ数: 37-54
  • 出版者: 博友社
• [備考] 朝日新聞、読売新聞、山陽新聞など研究成果の報道があった。
• [産業財産権] ケイ素吸収に関与する遺伝子の利用 (2007)
  • 発明者名: 馬建鋒
  • 権利者名: 馬建鋒
  • 産業財産権番号: 特許2007-065580
  • 出願年月日: 2007-03-14
• [産業財産権] ケイ素吸収に関与する遺伝子、及びその利用 (2004)
  • 発明者名: 馬建鋒
  • 権利者名: 馬建鋒
  • 産業財産権番号: 特許2004-381899
  • 出願年月日: 2004-12-28
• [産業財産権] ケイ素吸収に関与する遺伝子、およびその利用
  • 発明者名: 馬建鋒
  • 権利者名: 馬建鋒
  • 産業財産権番号: 特許2005-238030