2005 Fiscal Year Annual Research Report
植物のリン酸転流機構を生体膜輸送と維管束輸送で理解する
| Project/Area Number |
16370024
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
三村 徹郎 神戸大学, 理学部, 教授 (20174120)
|
|---|
| Keywords | リン酸 / 転流 / シロイヌナズナ / 生体膜輸送 / 維管束 / ソース・シンク / DNAマイクロアレイ / カナダモ |
|---|
| Research Abstract |
リンは,カリウム,窒素とともに,植物成長における三大栄養素の一つである.土壌中には,植物が利用可能な可溶性無機リン酸は極く少量のため,多くの植物は常にリン酸飢餓状態にある.そこで植物は,リンの利用を効率化する様々な生理機構を進化させてきた.
本研究では、その生理機構の一つとして、体内に取り込まれたリン酸が,老化葉組織から若年葉組織、あるいは異なる組織間を移行していくリン酸「転流」機構を,老化葉組織における蓄積リン酸の放出,維管束における輸送,若年葉組織における取り込みの三点に絞り,主にシロイヌナズナを材料に,それぞれの組織、細胞でどのような膜輸送系が機能しているかを明らかにしていくことを目的とした。
昨年と同様、シロイヌナズナ水耕培養法を用い、DNAマイクロアレイを用いた実験を繰り返すことで、転流特異的に発現していると思われる遺伝子を複数見出した。これらソース・シンク調節に機能すると思われる候補遺伝子群の一部について、リアルタイムPCRを用いて、ソースまたはシンクに特異的に発現変化することを確認した。さらに、リン酸輸送に機能する可能性が考えられソースで強く発現するPHO1;H1とシンクで強く発現するMLO12の2遺伝子について、T-DNA挿入変異体におけるリン酸転流への影響を調べた。すると、いずれの変異体も、WTに比べてリン酸収支のバランスが崩れており、これらの候補遺伝子がソース/シンクとしての機能に特異的に関与することが示された。
一方、このようなリン酸の植物体内での移動が、環境条件とどのように関わりあっているかを明らかにするために、水生植物であるカナダモを用いて、外界からのリンの取り込み機構とその体内分配も検討した。カナダモでは、陸上植物と異なり、根と葉の両者でリン酸イオンを細胞内に取り込むことができる。そこで、葉で機能しているリン酸輸送体の遺伝子を、初めてクローニングすることに成功し、それが根でも発現していることを明らかにした。現在、葉で吸収されたリン酸と根で吸収されたリン酸がそれぞれどのように植物体内で分配されているかを検討中である。
|
Research Products
(5 results)
