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土壌からの養分吸収を担う根は多細胞である。植物における養分吸収や移行は、それぞれの細胞で発現するトランスポーターの種類と量によっても影響を受けるが、より重要な点としては、トランスポーターが細胞のどの面に局在するか、ということが挙げられる。本研究は、これまでに同定されている主要な必須元素トランスポーターについて、細胞内での極在を明らかにする。このような研究から、トランスポーターの極在を支配するアミノ酸配列を推定する。また、これと併せて、極在に変化を及ぼす変異株を検索し、極在を司る遺伝子の同定を試みる。これらの研究から、極在を制御する上で重要なタンパク質側のシグナルと、極在制御に関わる遺伝子が網羅的に同定されるものと期待される。
本研究は二つの柱で行うこととした。一つは、主要栄養素の土壌からの吸収や植物体内での栄養素の輸送に関与すると思われるトランスポーターやチャンネルを選抜し、これらの遺伝子について、緑色蛍光タンパク質(GFP)との融合遺伝子を作成、シロイヌナズナに導入するという実験である。NIP遺伝子などについて、GFPタンパク質との融合遺伝子を作成し、シロイヌナズナへの導入を行い、形質転換植物を選抜する段階に至っている。
もう一つの研究は、極在を示すホウ素トランスポーターとGFPの融合遺伝子を発現する形質転換体植物を変異原処理し、極在に異常を示す変異株を検索することである。この検索に当たっては、B0R1-GFPを指標にその蓄積が異常となった変異株を検索し、複数の系統を得ている。また、ホウ素トランスポーター異常によって起こると推定される生理的異常を指標とした検索として、低ホウ素栄養条件での生育や根の伸長を指標にしたスクリーニングを行い、複数の系統を得た。さらに、局在するトランスポーターが知られていない栄養素についても、低栄養素条件での生育を指標にした変異株の検索を行った。
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