2004 Fiscal Year Annual Research Report
植物のタイプ2カチオン/プロトンアンチポーターの発現と機能解析
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03F03317
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Research Institution | Meijo University |
Principal Investigator |
高倍 昭洋 名城大学, 総合研究所, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TIAN Chunjie 名城大学, 総合研究所, 外国人特別研究員
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Keywords | 塩ストレス / Na^+ / H^+アンチポーター / 耐塩性植物 / 食糧 / 環境 / 植物バイオ / 砂漠の緑化 / 遺伝子工学 |
Research Abstract |
アラビドプシスでは、800以上の輸送体(トランスポーター)が存在すると考えられている。それらは、カチオン、アニオン、糖、アミノ酸、薬剤、毒素の輸送体である。そのうち、43の遺伝子は、1価カチオンプロトンアンチポータ(CPA)である。これらは、28のCHX、5つのKEA、2つのNhaDと8つのNHXである。このグループの遺伝子はCPA1とCPA2として分類される。アラビドプシスのCPA1は8個存在し、CPA-2は35個(28のCHX、5つのKEAと2つのNhaD)存在すると考えられている。しかし、それらの機能は、ほとんど知られていない。本研究では、耐塩性にとって重要なCPA2遺伝子に注目した。どのCPA2遺伝子が耐塩性に誘導されるかについて調べるために、PCR実験を行なった。しかし、CPA2遺伝子のmRNAの変化が小さく、mRNAの変動と耐塩性を関係つけるのは無理であると結論した。マイクロアレイの結果も、CPA2のmRNAの変動が比較的小さいことを示している。そこで、我々は、PCR方法によって6つの全長CPA2遺伝子を単離した。単離した遺伝子を、Na+/H+アンチポーター活性の欠損した大腸菌変異体TO114細胞で発現させることにより、1つの遺伝子(CHX1)がTO114変異体の塩感性を相補することが明らかになった。また、CHX1はK+/H+およびNa+/H+アンチポーター活性を示した。また、K+の取り込み活性があることも明らかになった。部位特異的変異体を作成し、カチオン輸送に重要なアミノ酸を明らかにした。CHX1のmRNAは塩ストレスにより茎で6倍、葉で4倍減少することが明らかになった。CHX1過剰発現植物は、野生型よりマンニトールによる浸透圧ストレス下に弱かった。同様な現象は、塩ストレスでも観察された。CHX1プロモーターとGUS遺伝子を導入した植物の解析から、CHX1は師管領域で強く発現することが明らかになった。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Genes for direct methylation of glycine provide high levels of glycinebetaine and abiotic-stress tolerance in Synechococcus and Arabidopsis2005
Author(s)
Waditee R, Bhuiyan MN, Rai V, Aoki K, Tanaka Y, Hibino T, Suzuki S, Takano J, Jagendorf AT, Takabe T, Takabe
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Journal Title
Proc Natl Acad Sci U S A. 102
Pages: 1318-1323
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