2016 Fiscal Year Annual Research Report
アルミニウム集積木本植物におけるアルミニウム集積機構および耐性機構の新たな展開
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15H04465
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡部 敏裕 北海道大学, 農学研究院, 准教授 (60360939)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
和崎 淳 広島大学, 生物圏科学研究科, 教授 (00374728)
平舘 俊太郎 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農業環境変動研究センター, 主席研究員 (60354099)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アルミニウム耐性 / アルミニウム集積植物 / 酸性土壌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
【研究1】アルミニウム処理がアルミニウム集積木本植物体内の物質動態と遺伝子発現に与える影響を明らかにする
①アルミニウム（Al）処理による遺伝子発現変動をde novo RNA-seqによるトランスクリプトーム解析により概括的に調べた。根では陽イオンの膜輸送に関わることが予想される遺伝子が幾つかAlにより誘導されることが示され、これらにAlイオンの吸収・輸送に関わる遺伝子が含まれることが期待された。また、STOP1様遺伝子の発現もAlにより誘導された。一方、葉ではAl-クエン酸複合体を膜輸送することが推定される遺伝子の誘導が見られた。高親和性の硫酸イオントランスポーターの誘導もみられたが、これはAl集積時のカウンターイオンとして硫酸イオンを利用していることを示唆する。
② アポプラストおよびシンプラストにおけるイオノーム/メタボローム解析：メラストーマを対象植物としてアポプラスト、シンプラストの分画を試みているが現段階で良好な結果は得られていない。
【研究2】Al集積木本植物のAl吸収・輸送能力の源を明らかにする
① Al処理を行ったメラストーマのxylem sapを採取し、それに含まれる主要な陽イオン、陰イオン、有機酸を分析した。+Al処理時の組成を元に作成した擬似xylem sapに、Alをxylem sapで通常形成されるAl-クエン酸の形態で加えたものと、Al-リンゴ酸の形態で加えたものを作成した。これらの擬似xylem sapをメラストーマの地下部を切除した個体の切断面から吸収させ、葉におけるAlの動態を調べた。その結果、Al-クエン酸の形態で吸収させた場合は速やかに葉でAl-シュウ酸キレートの形成が見られたが、Al-リンゴ酸の形態で吸収させた場合はAl-シュウ酸キレートは形成されず、葉に障害が見られた。この障害は解離により生成した無機単量体Alによると考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
アポプラストとシンプラストのイオノーム/メタボローム解析については良好な結果がまだ得られていない。一方、トランスクリプトーム解析および擬似xylem sapを用いた実験は順調に進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
【研究1】停滞しているGC-MSによるメタボローム解析を進め、イオノーム解析の結果とトランスクリプトーム解析の結果を合わせた統合的オーム解析により、Al存在下でメラストーマの体内ではどのような変化が起きているのかを包括的に解析する。また、Alにより誘導される遺伝子のうち、Al輸送に関わることが予想されるものや機能未知のものについて解析を進める。【研究2】トランスクリプトーム解析の結果を踏まえ、Al-クエン酸により特異的に誘導される遺伝子について調査を進める。
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Research Products
(19 results)
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[Journal Article] LjMOT1, a high-affinity molybdate transporter from Lotus japonicus , is essential for molybdate uptake, but not for the delivery to nodules2017
Author(s)
Guilan Duan, Tsuneo Hakoyama, Takehiro Kamiya, Hiroki Miwa, Fabien Lombardo, Shusei Sato, Satoshi Tabata, Zheng Chen, Toshihiro Watanabe, Takuro Shinano, Toru Fujiwara
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Journal Title
The Plant Journal
Volume: （印刷中）
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] The Ionomic Study of Vegetable Crops2016
Author(s)
Toshihiro Watanabe, Eriko Maejima, Tomoko Yoshimura, Masaru Urayama, Aiko Yamauchi, Madako Owadano, Ryosuke Okada, Mitsuru Osaki, Yoshinori Kanayama, Takuro Shinano
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 11
Pages: e0160273
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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