イネのカリウム・ナトリウム輸送におけるHAK輸送体の機能

HAK转运蛋白在水稻钾、钠转运中的作用

• 批准号: 18056013
• 负责人: 吉田 和哉
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18056013/
• 关键词: イネ; イオン輸送体; カリウム; ナトリウムイオン輸送; タバコ培養細胞; cDNA; リアルタイムPCR

【研究目的】植物の生産性を著しく減少させる塩ストレスの主要因であるNa^+毒性の分子機構を明らかにするために植物体内のK^+/Na^+輸送系の理解が必須である。本研究は、主要作物のイネにおいて17種存在するHAK輸送体がK^+/Na^+摂取および体内輸送に果たしている役割を解明することを目的とする。【結果と考察】1.HAKの分子系統樹分類アミノ酸配列情報を元に分子系統樹を作製すると、HAKタンパク質は4つのクラスターに分類される。クラスターIに属するAtHAK5、HvHAK1、OsHAK1,5,16はK^+親和性が高い。根の高親和的K^+摂取に機能するHAKはクラスターIに属すると考えられている。クラスターIIに属するHAKはクラスター1に比べてK^+の親和性が低い(大腸菌宿主の相補性試験)。本研究で解析対象としたOsHAK7はクラスターIIに属する。クラスターIIIとIVについては研究知見が乏しく、H18年度の研究結果から研究対象としたOsHAK11,12はクラスターIIIに属する。2.5種のOsHAKsのK^+輸送能検定大腸菌のK^+輸送体欠損株(LB2003)を宿主に用いた相補性試験によって、先行解析対象とした5種のOsHAKのK^+輸送能を検定した。その結果、OsHAK1、OsHAK7、OsHAK12の各遺伝子が大腸菌のK^+輸送能欠損変異を相補した。3.5種のOsHAKsの細胞内局在性解析5種のOsHAKタンパク質の細胞内局在性を調べるため、各OsHAKにsGFPを融合させたタンパク質をシロイヌナズナの培養細胞(T87)で一過的に発現させ、sGFPの蛍光パターンを調べた。その結果、OsHAK1はERに、OsHAK11は細胞膜に、OsHAK16は細胞膜と液胞膜に、それぞれ局在するパターンが観察された。

[研究目的] 了解植物体内K^+/Na^+运输系统对于阐明Na^+毒性的分子机制至关重要，Na^+毒性是盐胁迫显着降低植物生产力的主要原因。本研究的目的是阐明主要作物水稻中 17 个 HAK 转运蛋白在体内 K^+/Na^+ 吸收和转运中的作用。 [结果与讨论] 1. HAK的分子系统发育树分类 当根据氨基酸序列信息构建分子系统发育树时，HAK蛋白被分为四个簇。属于簇 I 的 AtHAK5、HvHAK1 和 OsHAK1,5,16 具有高 K^+ 亲和力。在根部高亲和力 K^+ 吸收中起作用的 HAK 被认为属于簇 I。属于簇 II 的 HAK 对 K^+ 的亲和力比簇 1 低（与大肠杆菌宿主的互补测试）。本研究分析的 OsHAK7 属于簇 II。关于簇III和IV的研究知之甚少，而根据2008年的研究成果作为研究对象的OsHAK11和12属于簇III。 2. 5种OsHAK的K^+转运能力的测定初步分析的5种OsHAK的K^+转运能力是通过使用K^+转运蛋白缺陷型大肠杆菌(LB2003)作为宿主的互补试验来测试的。 。结果，OsHAK1、OsHAK7 和 OsHAK12 基因补充了大肠杆菌中的 K^+ 转运缺陷突变。 3. 5种OsHAK的细胞内定位分析为了研究5种OsHAK蛋白的细胞内定位，我们在培养的拟南芥细胞(T87)中瞬时表达与sGFP融合的每种OsHAK，并研究了sGFP的荧光模式。结果，OsHAK1定位于ER，OsHAK11定位于细胞膜，OsHAK16定位于细胞膜和液泡膜。

项目成果

環境ストレス耐性向上の分子育種による植物バイオマス増産

通过分子育种提高植物生物量产量，提高环境胁迫耐受性

• 发表时间: 2008
• 期刊: バイオインダストリー 25
• 作者: 吉田和哉;平良安聡;仲山英樹
• 通讯作者: 仲山英樹

Functions of HKT transporters in sodium transport in roods and in protecting leaves from salinity stress

HKT转运蛋白在植物钠转运和保护叶片免受盐胁迫中的功能

• 发表时间: 2008
• 期刊: Plant Biotechnology 25(印刷中)
• 作者: Horie;T.;Sugawara;M.;Okunou;K.;Nakayama;H.;Schroeder;J.I.;Shinmyo;A.;Yoshhida K.
• 通讯作者: Yoshhida K.

Expression of OsHAN genes encoding potassium ion transporters in rice

编码钾离子转运蛋白的 OsHAN 基因在水稻中的表达

• 发表时间: 2008
• 期刊: Plant Biotechnology 25(印刷中)
• 作者: Okada;T.;Nakayama;H.;Shinmyo;A.;Yoshida K.
• 通讯作者: Yoshida K.