膜脂質層の分子的改変による酸性土壌複合ストレスへのマルチ耐性植物の創生

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23380041
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 植物栄養学・土壌学
• 研究機関: 山形大学
• 研究代表者: 我妻 忠雄 山形大学, 農学部, 客員教授 (70007079)
• 研究分担者: 俵谷 圭太郎 山形大学, 農学部, 教授 (70179919) ; 和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究科, 准教授 (00374728) ; 渡部 敏裕 北海道大学, (連合) 農学研究科 (研究院), 准教授 (60360939)
• 連携研究者: 小山 博之 岐阜大学, 応用生物科学部, 教授 (90234921) ; 豊増 知伸 山形大学, 農学部, 教授 (60272085) ; 黒田 昌治 独立行政法人農業, 食品産業技術総合研究機構・中央農業総合研究センター稲収量性研究北陸サブチーム, 主任研究員 (30355581) ; 及川 彰 山形大学, 農学部, 准教授 (50442934)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: アルミニウム耐性 / ガラクト脂質 / ステロール / 低リン耐性 / メタボローム / リン脂質 / リンリサイクリング能

研究概要

栽培手法と分子的手法の両面から、根の膜脂質層を低リン脂質・高ステロール化させる目的で、Al耐性の弱いコシヒカリの低リン栽培植物とPAH（リン脂質のガラクト脂質への変換鍵遺伝子）、HMG（ステロール生合成の鍵遺伝子）過剰発現組換え体とを作った。栽培イネのAl耐性・低pH下での低Ca耐性や、数種の組換え系統でAl耐性や低P耐性が向上した。低P耐性イネ品種では、低P条件下での含P代謝産物の分解程度に特徴が認められた。シロイヌナズナで、リンリサイクリング能に貢献する数種の遺伝子と、それらの機能を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphorus deficiency enhances aluminum tolerance of rice (Oryza sativa) by changing the physicochemical characteristics of root plasma membranes and cell walls (2014)
  • 著者名/発表者名: Maejima, E., Watanabe, T., Osaki, M. and Wagatsuma, T
  • 雑誌名: J Plant Physiol 巻: 171 ページ: 9-15
  • DOI: 10.1016/j.jplph.2013.09.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular and physiological analysis of Al^<3+> and H^<+> rhizotoxicities at moderately acidic conditions (2013)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, Y., Kobayashi, Y., Watanabe, T., Shaf J. E., Ohta, H., Kochian, L. V., Wagatsuma, T., Kinraide, T. B., Koyama, H
  • 雑誌名: Plant Physiol 巻: 163 ページ: 180-192
  • DOI: 10.1104/pp.113.222893
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolite profiling of shoot extracts, root extracts, and root exudates of rice plant under phosphorus deficiency (2013)
  • 著者名/発表者名: Tawaraya, K., Horie, R., Saito, A., Shinano, T., Wagatsuma, T., Saito, K., Oikawa, A
  • 雑誌名: J Plant Nutr 巻: 36 ページ: 1138-1159
  • DOI: 10.1080/01904167.2013.780613
  • 査読あり
• [雑誌論文] リン酸資源の枯渇に対応したリン栄養研究. 1.講座のねらい (2012)
  • 著者名/発表者名: 俵谷 圭太郎, 和崎 淳
  • 雑誌名: 日本土壌肥料学雑誌 巻: 83 ページ: 173-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of secreted proteins from aseptically grown rice (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinano, T., Komatsu, S., Yoshimura, T., Tokutake, S., Kong, F.J., Watanabe, T., Wasaki, J., Osaki, M
  • 雑誌名: Phytochem 巻: 72 ページ: 302-311
  • DOI: 10.1016/j.phytochem.2010.12.006
  • 査読あり
• [学会発表] Phosphorus deficiency enhances the tolerance of rice to the acidic soil stress (2013)
  • 著者名/発表者名: Maejima, E
  • 学会等名: XVII International Plant Nutrition Colloquium 2013
  • 発表場所: Istanbul (Turkey)
  • 年月日: 20130819-22
• [学会発表] HMG is a promising key gene for the enhancement of aluminum tolerance of rice via modulating membrane sterols in root-tip portion (2013)
  • 著者名/発表者名: Wagatsuma, T
  • 学会等名: XVII International Plant Nutrition Colloquium 2013
  • 発表場所: Istanbul (Turkey)
  • 年月日: 20130819-22
• [学会発表] Comparative transcriptomic analysis of P deficient plant roots (2012)
  • 著者名/発表者名: Wasaki, J
  • 学会等名: Japan-Australia Symposium on Plant Sciences for Agriculture IV
  • 発表場所: Perth (Australia)
  • 年月日: 20121211-12
• [学会発表] イネの根脂質改変とアルミニウム耐性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前島恵理子
  • 学会等名: 日本土壌肥料学会本大会2012年度鳥取大会
  • 発表場所: 鳥取大学(鳥取市)
  • 年月日: 20120904-06
• [学会発表] Metabolite profiling of shoot extracts, root extracts, and root exudates of rice under phosphorus deficiency
  • 著者名/発表者名: Tawaraya, K
  • 学会等名: 8th Symposium of the International Society of Root Research
  • 発表場所: Dundee (UK)
• [図書] Rijeka, Croatia. Physiological and biochemical mechanisms of plant adaptation to low-fertility acid soils of the tropics: The case of Brachiariagrasses. In Principles, Application and Assessment in Soil Science (2011)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Khan, M.S.H., Rao, I.M., Wasaki, J., Shinano, T., Ishitani, M., Koyama, K., Ishikawa, S., Tawaraya, K., Nanamori, M., Ueki, N., Wagatsuma T
  • 総ページ数: 87-116
  • 出版者: Intech