イネのファイトケラチン合成酵素遺伝子の生理的役割の解明と育種への応用性の検証

阐明水稻植物螯合素合酶基因的生理作用并验证其育种适用性

• 批准号: 15H06580
• 负责人: 浦口 晋平
• 金额: $ 0.92万
• 依托单位: Kitasato University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-08-28 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15H06580/
• 关键词: 植物栄養; 有害元素; 輸送

イネのファイトケラチン合成酵素PCSの生理的な機能について解析した。まず，OsPCS1の転写バリアントおよびOsPCS2をシロイヌナズナのAtPCS1破壊株cad1-3に導入した系統を用いて，各分子のPCSとしての機能を解析した。T3世代のホモ系統を取得し,導入遺伝子の発現をRT-PCRによって確認した。カドミウムおよび亜ヒ酸ストレス条件下でこれら形質転換体を栽培することで，cad1-３に重金属耐性を付与するOsPCS分子を同定した。また，OsPCS1のT-DNA挿入株およびトランスポゾン挿入株を用いて，イネの重金属耐性・輸送におけるOsPCS1の役割を解析した。これら変異株は，カドミウムや亜ヒ酸ストレスに対して感受性を示したことから，OsPCS1がイネのカドミウム，亜ヒ酸耐性に重要であることが示された。非汚染の栽培土を用いてポット栽培試験を実施したところ，OsPCS1変異株の玄米中カドミウム濃度が有意に低下していた。OsPCS1がイネのカドミウムの長距離輸送に関与することが示唆された。

分析了水稻中PCS植物素合酶的生理功能。首先，使用OSPCS1的转录变体分析了每个分子作为PC的功能，并将OSPCS2引入拟南芥的ATPCS1-脱离菌株CAD1-3中。获得了T3生成的HOMO线，并通过RT-PCR确认转基因的表达。通过在镉和砷应力条件下培养这些转化物，可以鉴定出赋予重金属抗性的OSPCS分子。此外，使用T-DNA和转座子插入物分析了OSPCS1在对重金属和大米的耐药性中的作用。这些突变体对镉和砷应激敏感，表明OSPCS1对于水稻中的镉和砷酸盐的耐药性很重要。当使用未经污染的栽培土壤进行盆栽测试时，OSPCS1突变体中糙米中镉的浓度显着降低。有人提出，OSPCS1参与大米中镉的长距离运输。

项目成果

バイロイト大学(ドイツ)

拜罗伊特大学（德国）