2017 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 – 2019-03-31
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| Keywords | スギ / カリウムイオン / 膜輸送 / トランスポーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、針葉樹のカリウム（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CjKUP3遺伝子について、機能解析と発現解析を行った。
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、昨年度まで解析を行ってきた他のスギ由来Kイオン膜輸送体と同様に、CjKUP3タンパク質はKイオン取り込み活性を持つことが明らかになった。そして、CjKUP3タンパク質によるKイオン取り込みは、セシウムイオン、カルシウムイオン、アンモニウムイオンの存在に影響されることが分かった。発現解析では、スギの様々な部位・発達段階におけるCjKUP3遺伝子の発現量を、定量RT-PCRにより測定した。雄花では、発現量は花粉母細胞期から減数分裂期にかけて大きく上昇し、四分子から小胞子が分離する時期にはさらに上昇した。その後、発現量は大きく低下し、成熟期まで低いままだった。減数分裂期や小胞子分離期の雄花での発現量は、その他の部位（針葉、内樹皮、分化中木部、根、雌花）と比べて高かった。雌花での発現量は、減数分裂期と小胞子分離期の雄花よりは低かったものの、雄花の他の発達段階や針葉、内樹皮、分化中木部、根よりも高かった。以上のことから、CjKUP3遺伝子は主に生殖器官の細胞においてKイオンの取り込みに関与していることが示唆された。
本年度はさらに、スギKイオンチャネルについてKイオン輸送機能の電気生理的解析を試みた。しかし、作業が想定以上に難航し、対象チャネルcDNA由来cRNAの合成やKイオン電流の測定までは至らなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
平成29年度は、実施期間の最終年度として全ての解析を完了させ、国内・国際学会での発表や成果報告書の発行による研究成果の公表を目指していた。新たに1個のスギKイオントランスポーター遺伝子について、Kイオン取り込み活性とスギ樹体内での発現パターンに関する知見を得ることができたが、研究代表者の学内・学外業務が多忙で、さらに電気生理解析も想定以上に難航するなど、研究に遅れが生じた。そのため、補助事業期間延長の申請を行い、平成30年度での研究完成を目指すこととなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
補助事業期間の延長により、平成30年度も引き続き研究を行う。スギ由来KイオンチャネルおよびKイオントランスポーターについて、電気生理的解析や相補性試験によりKイオン取り込み・排出機能をより詳細に明らかにすることを目指す。また、今年度までの発現解析で明確な発現パターンを明らかにできなかった部位・発達段階について継続して解析を行い、より詳細なデータを取得したいと考えている。延長期間においてこれまでの研究の遅延を取り戻し、研究課題の完成に向けて努力する。
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| Causes of Carryover |
本年度は研究計画の最終年度であったが、学内・学外業務が多忙なうえに研究も想定以上に遅れたため、残額が生じた。補助事業期間の延長を申請し、認められたため、次年度に研究課題を完遂できるように予算を使用する。主に、機能解析および発現解析用の消耗品（試薬類、器具類等）に使用する。また、中国で開催される国際学会や新潟県で開催される日本森林学会大会での成果発表を予定しており、そのための旅費としても使用する予定である。
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Research Products
(1 results)
