維管束形態変異を用いた、葉組織細胞への無機イオン分配機構の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14654165
• Research Institution: Nara Women's University
• Principal Investigator: 三村 徹郎 奈良女子大学, 理学部, 教授 (20174120)
• Keywords: 細胞膜 / 液胞膜 / 維管束 / シロイヌナズナ / リン / 子葉 / 水耕栽培 / 無機イオン代謝

Research Abstract

高等植物においては、細胞が存在する組織、特に細胞外環境としての細胞壁アポプラストにおいて、栄養塩がどのように各細胞に供給されているかを理解することが、植物個体のイオン代謝の解析に重要である。本研究では、維管束の形態形成機構解析のために、近年多数分離されているシロイヌナズナの変異体を用いて、維管束系による無機イオン分配機構の生理的解析を行う。維管束系ネットワークのみが異常で、その他の形態が正常な個体を用い、根から吸収された各種無機イオンが、維管束を通して、各植物組織の細胞にどのように分配されていくかを、正常植物と維管束系ネットワークの変異体を比較しながら検討する。無機イオン分配における、維管束系と個々の細胞膜輸送系の役割を明らかにしていくことで、維管束系が葉組織内においてイオンを分配するのに必須の機構が何かを明らかにすることを目指した。
昨年度に引き続き、シロイヌナズナ野生個体を用いて、培養初期の葉組織のイオン状態と各種イオン欠乏下における生育形態の検討を行った。栄養条件として、特にリン欠乏に注目し、リン欠乏状態を自由に調節できるように、新たな水耕栽培法を確立することに成功した。この新たに確立した水耕栽培法を用いて、シロイヌナズナシュートにおけるリン酸転流状況をしらべ、シロイヌナズナでは、外部栄養条件とは無関係にリン酸転流が生じていることを明らかにした。また、実際のリン酸の動きを放射性同位体を用いて測定し、イメージングプレートを用いた画像化解析から、リン酸が転流している過程を視覚化するとともに、根からのリン酸供給が、水とは独立に進行し、子葉へのリン酸供給が行われていないことを見出した。そのため、主に子葉を用いる予定の維管束突然変異体による解析が進められるかどうか分からなくなったので、現在、新たに、根からの子葉と本葉への水と栄養塩供給がどのように制御されているのかを解析することを検討している。

Research Products

• [Publications] Mimura T.: "Rapid increase of vacuolar volume in response to salt stress."Planta. 216. 397-402 (2003)
• [Publications] Yamashita K.: "Evidence for nucleotide-dependent passive H+-transport protein in the plasma membrane of barley roots."Plant & Cell Physiology. 44. 55-61 (2003)
• [Publications] Sekiguchi Y.: "Development of a comprehensive analytical method for sugar phosphates in plants by ion chromatography with pulsed amperometric detection combined with a titanium oxide column."Journal of Chromatography A. (in press). (2004)
• [Publications] Sekiguchi Y.: "Changes in sugar phosphates in Arabidopsis in response to phosphate nutrition measured by improved ion chromatography with pulsed amperometric detection combined with a titanium dioxide column."Plan Biotechnology. (in press). (2004)