2016 Fiscal Year Research-status Report
分子生物学的解析によるスギのカリウムイオン膜輸送機構の解明
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15K07476
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
細尾 佳宏 信州大学, 学術研究院農学系, 准教授 (80377184)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | カリウム / トランスポーター / スギ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、針葉樹（スギ）のKイオン膜輸送メカニズムを分子レベルで解明し、成長・生理過程へのKイオン膜輸送の関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、スギのKイオントランスポーター候補遺伝子であるCjKUP2について、機能解析と発現解析を行った。さらに、新たなKイオントランスポーター候補遺伝子であるCjKUP4をスギからRACE法により単離し、CjKUP2と同様の解析を行った。機能解析では、大腸菌のKイオン取り込み能欠損株（LB2003株）を用いた相補性試験を行った。その結果、CjKUP2、CjKUP4ともにKイオン取り込み活性を持つことが明らかになった。また、CjKUP2によるKイオン取り込みはセシウム（Cs）イオン、カルシウム（Ca）イオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオンの各イオンに影響を受け、CjKUP4によるKイオン取り込みはCsイオンとCaイオンに影響を受けることが分かった。発現解析では、スギの苗木または成木から針葉、分化中木部、内樹皮、根、雄花、そして雌花の試料を採取し、リアルタイムRT-PCRにより各遺伝子の発現量を定量的に解析した。その結果、CjKUP2、CjKUP4ともに、今回解析を行った全ての部位で発現が見られた。雄花におけるCjKUP2の発現量は他の部位よりも高く、雄花の分化が進むにつれて増加した。CjKUP4の発現量も雄花において他の部位よりも高く、特に分化中の雄花で高かった。本年度の研究から、2個のスギKイオントランスポーター候補遺伝子について、遺伝子産物（トランスポーター）のKイオン輸送機能や樹体内での発現の特性について新規の知見を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2個のスギ由来Kイオントランスポーター遺伝子について、機能解析によりKイオン取り込み活性に関する知見を得ることができた。そして、発現解析により、スギ樹体内の各部位（針葉、分化中木部、内樹皮、根、雄花、雌花）における2遺伝子の発現量データを得ることができた。各部位の試料からのRNA抽出、逆転写によるcDNA合成も新たに行った。次年度、機能解析および発現解析を引き続き行うための準備は完了している。
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| Strategy for Future Research Activity |
他のスギ由来Kイオントランスポーター遺伝子について、平成28年度と同様に相補性試験を行い、遺伝子産物のKイオン取り込み活性について明らかにすることを目指す。そして、リアルタイムRT-PCRによりスギ樹体内の各部位における発現量の解析を行う。さらに、スギ由来Kイオンチャネルについて、K取り込み・排出機能をより詳細に明らかにしたいと考えている。また、平成28年度までの研究で発現解析が不十分な遺伝子について継続して解析を行い、より詳細なデータを取得することを目指す。
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| Causes of Carryover |
当初計画時よりも研究用物品（試薬類、器具類）を安価で購入できたため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度（平成29年度）請求額と合わせて、旅費と消耗品（機能解析用や発現解析用の試薬類、器具類）に使用する。次年度は、海外出張（中国開催の国際学会での成果発表・情報収集）を予定している。さらに、高知県で開催される日本森林学会大会での成果発表も予定しており、多くの旅費を使用する予定である。また、機能解析用の消耗品については、より詳細に解析を行うために本年度よりも多くの研究費を使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
