植物の鉄吸収を制御する長距離シグナル伝達機構の解析

控制植物铁吸收的长程信号转导机制分析

基本信息

批准号：
09J01540
负责人：
榎本裕介
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

植物は根において鉄を可溶化し吸収する機構を持っている。根における鉄吸収の機構は1全身性の長距離シグナルと根における局所的シグナルに制御されることが知られている。しかし、長距離シグナルそのものついては未知であり、また、どのような制御機構を経て根における鉄吸収を活性化させているのかは知られていない。これを明らかにするためにマイクロアレイを用いてシロイヌナズナの鉄欠乏応答を解析した。根において鉄欠乏に応答する遺伝子を、長距離シグナルと局所的シグナルそれぞれに影響を受ける強度によって分類した。長距離シグナルに応答した遺伝子群、局所的シグナルに応答した遺伝子群をGene Ontologyに基づいて分類したところ、これらの2つのシグナルはそれぞれ別の機能を持つ遺伝子群を制御することが分かった。さらに我々は、全身性の長距離シグナルを生産するために働く遺伝子を見つけるために、地上部と地下部で共通して鉄欠乏に応答する遺伝子に注目した。意外にも地上部と地下部の鉄欠乏で共通して発現量が増加した遺伝子は8つのみであり、4つのbHLH転写因子とニコチアナミン合成酵素を含んでいた。我々の結果と近年のいくつかの報告から、鉄キレート剤であるニコチアナミンが鉄吸収のための長距離シグナルとして働く可能性を示唆された。

植物具有溶解和吸收铁根的机制。已知根中铁吸收的机理受一个系统性的远程信号和根中的局部信号调节。但是，远程信号本身是未知的，尚不知道它用于激活根部铁吸收的哪种控制机制。为了澄清这一点，使用微阵列分析了拟南芥中的铁缺乏响应。对根缺乏反应的基因分别受长期和局部信号影响的强度分类。当基于基因本体论对局部信号响应的远程信号和基因组做出反应的基因组时，发现这两个信号调节每个信号的基因组，每个基因组具有不同的功能。此外，我们专注于在地上和地下区域中对铁缺乏症反应的基因，以找到可产生系统性远程信号的基因。令人惊讶的是，由于地上和地下区域的铁缺乏，只有八个基因的表达水平普遍增加，并且包含四个BHLH转录因子和烟酰胺合酶。我们的结果和最近的几份报告表明，铁螯合剂烟胺可能是铁吸收的远距离信号。