高等植物における窒素固定酵素ニトロゲナーゼの機能発現

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K21143
• 補助金の研究課題番号: 18H06000 (2018)
• 研究種目: 研究活動スタート支援
• 配分区分: 基金 (2019); 補助金 (2018)
• 審査区分: 0601:農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 山本 治樹 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (80615451)
• 研究期間 (年度): 2018-08-24 – 2020-03-31
• キーワード: ニトロゲナーゼ

研究成果の概要

本研究では分子状窒素をアンモニアへと還元する酵素ニトロゲナーゼを高等植物に導入し、窒素固定可能な作物植物を創り出す基盤を作ることを目指した。ニトロゲナーゼの還元コンポーネントであるNifHの発現を指標に植物体内における最適なニトロゲナーゼの発現部位の探索を行った。昨年までの研究により、植物細胞における葉緑体、ミトコンドリア、細胞質において局在的にNifHを発現させることに成功し、花茎において最もNifHの発現量が高くなることが明らかとなった。本年度は植物細胞内で発現したNifHについて、その活性を検出するためその精製手法の確立と、in vitroでの活性測定方法の構築を行った。

自由記述の分野

生化学、分子生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では分子状窒素をアンモニアへと還元する酵素ニトロゲナーゼを高等植物に導入し、窒素固定可能な作物植物を創り出す基盤を作ることを目指した。ニトロゲナーゼの還元コンポーネントであるNifHの発言を指標に植物体内における最適なニトロゲナーゼの発現部位の探索を行った。本研究では植物体内で発現したNifHの活性の確認はできなかったが、時間的、空間的に分離したサンプリングによって、植物組織内でNIfHの安定性について新たな知見をもたらし、今後の植物体におけるニトロゲナーゼ発現に関する研究の礎となる実績となった。