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植物は、土壌から必要な栄養塩を吸収し、維管束を通じて各組織へ分配していく。また、生体内に取り込まれた栄養塩の一部は、老化組織から若年組織へとやはり維管束を通じて転流していく。これまでのところ、その生理機構に比べて実際に維管束に栄養塩がどのように取り込まれていき、維管束を通じて流れてきた栄養塩が、各細胞にどのように分配されていくかの分子レベルの機構はほとんど理解されていない。本研究は、植物体地上部における栄養塩(特にリン酸イオンを中心とした)利用能としての維管束分配と転流について、分配・転流に関与する分子機構を栄養塩の環境解析、膜輸送能、細胞間輸送機構に基づいて明らかにすることを目指した。本年度は、1.リン酸転流の最終形態であるイノシトール-6-リン酸が、葉から送り込まれたリン酸で種子にどのように貯蔵されるかの検討を行い、リン酸培養条件に関わらず、種子においては、種子数を減らしても、一粒あたり一定濃度が維持されることを見出した。2.葉組織に含まれるイノシトール-6-リン酸の測定を行った。さらに、細胞内リン酸蓄積に関わる液胞の代謝物分析を行い有機リン酸化合物を運ぶと想定される輸送体の解析をすすめた。3.地上部に栄養塩を送り込む根のリン酸取り込みと地上部への輸送活性が、培地中の鉄濃度に厳密に依存することを明らかにし、鉄欠乏条件下では、地上部のリン酸濃度が減少し、リン酸欠乏症状がより強く出ることを見出した。
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