2018 Fiscal Year Research-status Report
Genetic and physiological analysis of sulfur uptake by traditional Japanese Brassicaceae vegetables
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18K05508
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
伊藤・山谷 紘子 日本大学, 生物資源科学部, 助教 (80648684)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 植物栄養 / イオウ代謝 / トランスポーター / 伝統野菜 / アブラナ科植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、アブラナ科植物、その中でも優良形質が高度に保存されていると考えられる伝統野菜を対象とし、植物のイオウ吸収と代謝制御に関する基礎的な知見を得ることを目的としている。
まず、水耕液中のイオウ濃度が植物体イオウ含有量に及ぼす影響について調べた。第４本葉展開まで1/10 str.Hoagland（0.1 mMイオウ）水耕液で育てた伝統野菜の実生に「水耕液イオウ欠如処理（0 mM）」と「水耕液イオウ濃度増加処理（0.2 mM、0.4 mM、0.8 mMイオウ処理）」を施し本葉10枚まで栽培した。その結果、イオウ欠如処理によりすべての供試植物において、地上部乾物重、イオウ含有率およびイオウ含有量が減少した。また、地上部の高親和性硫酸イオントランスポーター遺伝子SULTR1グループ（SULTR1;1、1;2、1;3）の発現量は増加することが確かめられたが、その程度には大きな差があった。さらに、欠如処理によりSULTR1グループの発現が著しく増大する品種は、植物体イオウ含有率の減少割合も大きくなる品種である傾向にあった。これらの結果から、根外部環境のイオウ欠乏状態に敏感に応答する植物と、比較的鈍感な品種が存在すると考えられた。また、水耕液中のイオウ濃度増加に応じて生育および体内イオウ含有率が上昇する植物と、ほとんど変化しない品種があり、前者はイオウ欠如処理にて著しくイオウ含有率が下がる品種でもある傾向が見られた。しかし、植物体のイオウ含有率および生育量の増加と、SULTR1グループ発現量との相関はあまり見られなかった。これらのことから、伝統野菜にはイオウへの要求性の高い品種が存在すると考えられたが、その取り込み機構はSULTR1グループの発現だけでは説明ができないことが確かめられた。
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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
平成30年度は、24品種の伝統野菜について、水耕液イオウ濃度を変化させた時の植物体の地上部・根部生育量（新鮮重、乾物重、葉数）およびイオウ含有率を調べ、根外部環境のイオウ濃度の変化に対しての伝統野菜の応答をグループ化し、さらに特徴的な応答を示す伝統野菜を選抜することができた。また14品種については高親和性硫酸イオントランスポーターであるSULTR１グループの遺伝子発現解析を行いデータの蓄積ができた。さらに、低親和性トランスポーターであるSULTR2;1の発現を検出するためのアブラナ科共通プライマーを設計し、解析する準備が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、平成30年度に引き続き、水耕液イオウ濃度（硫酸イオン供給量）に比例して体内の硫黄含有量が顕著に増大するアブラナ科伝統野菜の選抜と、硫酸イオントランスポーター遺伝子SULTR1グループおよびSULTR2;1の発現量の測定を行う。さらに水耕液イオウ濃度増加処理にて顕著なイオウ含有率の顕著な増加が観察された品種に対しては、O-Acetylserine (thyol)lyaseなどの有機態イオウ合成の分岐点であり鍵となる酵素活性を測定する予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額があるが、これは植物体からのmRNA抽出およびqRT-PCRのための試薬代であったが、平成30年度では栽培品種の数を増やし、植物体イオウ濃度の測定を優先したため、遺伝子発現解析が全て終了せず、次年度に持ち越すこととなった。平成31年度に購入して、解析を継続する。
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[Presentation] Genetic and physiological analysis of sulfur uptake by traditional Japanese Brassicaceae vegetables2018
Author(s)
Yamaya-Ito, H., Shinmachi, F., Suwa, A., Sakamaki, C., Yazaki, H., Noguchi, A., Hasegawa, I.
Organizer
11th International Plant Sulfur Workshop
Int'l Joint Research
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