植物のナトリウムの取り込みに関与する新規な輸送体の同定

植物中参与钠吸收的新型转运蛋白的鉴定

基本信息

批准号：
22880020
负责人：
上田晃弘
金额：
$ 1.88万
依托单位：
Hiroshima 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：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

環境ストレスの一種である塩害(塩ストレス)は植物の生産性を著しく減少させる。植物の耐塩性を向上させるには,どのようにして塩を体内に貯めこまないようにするのかが重要である。本研究では植物において未だ不明なナトリウムの吸収経路を同定することを目的とし,主にシロイヌナズナを用いて研究を行った。外部環境からのナトリウム吸収に関与していると考えられるccc遺伝子の発現解析をRT-PCR法により行った。組織間でのccc遺伝子の発現の差異を調べたところ,発芽後10日程度の実生で最も発現量が多く,個体の発達に従って葉や茎における発現量が次第に減少することがわかった。ccc遺伝子の塩ストレスへの応答を調べたところ,NaClストレス処理後5時間目には発現量が減少したことから,シロイヌナズナでは塩ストレス下においてナトリウムの吸収量を減少させている可能性が示唆された。カリウム欠乏条件下ではccc遺伝子の発現量が増加すること,またカリウムを再添加することでccc遺伝子の発現量が減少することがわかった。シロイヌナズナccc変異体の表現型を野生株と比較したところ,低濃度のカリウム添加(カリウム栄養飢餓)条件下ではその生育は抑制され,高濃度のカリウム添加(高カリウムストレス)条件下では野生株よりも耐性を示した。また高濃度のナトリウム添加(高ナトリウムストレス)条件下でも野生株よりも生育量が大きかった。以上の結果から,CCCはシロイヌナズナにおいてナトリウムとカリウム両方の吸収に関与し,その遺伝子発現は生育環境でのナトリウムやカリウム濃度によって制御されていることがわかった。

盐胁迫，一种环境应激，大大降低了植物的生产率。为了提高植物的耐盐性，重要的是要知道如何防止盐储存在体内。这项研究旨在确定植物中仍然未知的钠吸收途径，并主要使用拟南芥。 RT-PCR进行了CCC基因的表达分析，该基因被认为参与了外部环境的钠吸收。当我们研究组织之间CCC基因表达的差异时，发现该表达水平在发芽后约10天内是幼苗中最高的，并且随着个体的发展，叶子和茎中的表达水平逐渐降低。研究了CCC基因对盐胁迫的反应，用NaCl应激处理后5小时，表达水平降低，表明在盐胁迫下，拟南芥中的钠吸收量可能会降低。发现CCC基因的表达水平在钾缺乏条件下增加，并且重新添加的钾降低了CCC基因的表达水平。将拟南芥CCC突变体的表型与野生菌株进行了比较，并且在低钾（钾营养饥饿）条件下抑制其生长，并且比高钾添加（高钾应激）在野生菌株（高钾胁迫）中具有耐药性。此外，即使在高浓度的钠（高钠胁迫）下，生长速率也大于野生植物的生长速率。从上述结果中可以发现，CCC参与了拟南芥中钠和钾的吸收，其基因表达受增长环境中的钠和钾浓度控制。