2003 Fiscal Year Annual Research Report
太陽エネルギーで駆動されるガス/ガス変換脱窒素植物の分子育種へむけた分子進化・分子遺伝学的研究
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03F00323
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Research Institution | Hiroshima University |
Principal Investigator |
森川 弘道 広島大学, 大学院・理学研究科, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ABDEL?BANAT B. M. 広島大学, 大学院・理学研究科, 外国人特別研究員
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Keywords | 脱窒植物 / 亜酸化窒素 / チトクロームCオキシダーゼ(COX) / NO還元酵素(P-450nor) / タバコBY-2細胞 / シロイヌナズナ / バイオインフォーマティックス / 分子進化学的解析 |
Research Abstract |
1.バイオインフォーマティックス解析:ゲノム配列の決定されたシロイヌナズナ、イネ等のデータを用いて、植物ゲノムにバクテリア脱窒遺伝子(NOR,N_2ORなど)のホモログがあるかどうかについて、調査した。その結果、Fusarium oxysporumおよびCylidrocarpon tonkinense cytochromeのカビ由来のP-450型NO還元酵素(P-450nor)遺伝子は、分子進化学的には、シロイヌナズナおよびイネのチトクロームCオキシダーゼ(COX6B)と近縁関係にあることが分かった。P-450norは、真核生物のP-450タンパク質とは明確に異なり、モノオキシゲナーゼ活性はもたない。P-450norはNOを化学量論的にN_2Oに変換する酵素である。我々の研究室ではシロイヌナズナ、イネが硝酸または亜硝酸からN_2Oを生成することを発見しており、この研究結果との関連で興味深い。 2.トランスジェニック脱窒植物の育成:脱窒植物とは本質的には硝酸または二酸化窒素などの窒素を窒素ガスに変換する植物であるが、シロイヌナズナやタバコのN_2O生成量はカビや脱窒菌の能力に比べるとはるかに劣る。そこで、脱窒植物の育成には、植物のN_2O生成能の飛躍的向上が最も重要であると考えたている。故に、本プロジェクトでは、カビ由来のP-450nor遺伝子として、上述のC.tonkinense由来(Cnor)およびF.oxysporum由来(Fnor)を祥雲弘文教授(東京大学)から供与を受けた。また、シロイヌナズナチトクロームC・オキシダーゼ(AtCOX)サブユニット(At1g22450)は、Arabidopsis Biological Resource Center(SSP/PGEC-Theologis)より入手した。これら遺伝子を高発現させたトランスジェニック植物の育成を目指して、発現ベクターを構築した。アグロバクテリュウムおよびパーティクルガンによる遺伝子導入の準備を進めている。対象細胞、植物はそれぞれタバコBY-2細胞およびシロイヌナズナである。
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Research Products
(15 results)
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[Publications] M.Takahashi: "Assimilation of nitrogen dioxide in selected plant taxa."Acta Biotechnologica. 23. 241-247 (2003)
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[Publications] M.Hakata: "Conversion of the nitrogen of nitrate and nitrogen dioxide to nitrous oxide in plants."Acta Biotechnologica. 23. 249-257 (2003)
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[Publications] A.Sakamoto: "Functional complementation in yeast reveals a protective role of chloroplast 2-Cys peroxiredoxin against reactive nitrogen species."Plant Journal. 33. 841-851 (2003)
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[Publications] H.Morikawa: "Screening and genetic manipulation of plants for decontamination of pollutants from the environments."Biotechnology Advances. 22(1). 9-15 (2003)
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[Publications] H.Morikawa: "Basic Processes in Phytoremediation and Some Applications to Air Pollution Control."Chemosphere. 52(9). 1553-1558 (2003)
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[Publications] O.C.Erkin: "Development of regeneration and transformation systems for Raphiolepis umbellata L.plants using particle bombardment."Plant Biotechnology. 20. 145-152 (2003)
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[Publications] 坂本 敦: "植物細胞の膜輸送系とファイトレメディエーション"植物細胞工学. 146-150 (2003)
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[Publications] 森川弘道: "窒素同化とNOx代謝"蛋白質核酸酵素. 48(15). 2130-2137 (2003)
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[Publications] 森川弘道: "ファイトレメディエーション"ファルマシア. 39(9). 876-880 (2003)
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[Publications] 高橋美佐: "樹木によるファイトレメディエーション"林木の育種. 207. 26-28 (2003)
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[Publications] H.Morikawa: "Formation of previously-unknown unidentified nitrogen in plants : an implication for a novel nitrogen metabolism."Planta. 印刷中.
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[Publications] H.Morikawa: "Metabolism and genetics of atmospheric nitrogen dioxide control using pollutant-philic plants."Phytoremediation : Transformation and Control of Contaminants. 765-786 (2003)
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[Publications] 森川弘道: "環境修復と有用物質生産"シーエムシー出版. 350 (2003)
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[Publications] H.Morikawa: "Nitrogen and sustainable plant productivity"Studium Presss(印刷中).
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[Publications] 森川弘道: "生物工学ハンドブック"コロナ社(印刷中).