重金属性不良土壌における食糧生産を目指した重金属低吸収モデル植物の創製

创建低重金属吸收模型植物，用于贫重金属土壤中的粮食生产

基本信息

批准号：
09J05716
负责人：
西田翔
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Mie University
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

本研究はNi耐性植物であるタカネグンバイから単離されたNi耐性に関与する養分トランスポーターTjZNTの機能を解明することを目的の一つとしていた。本年度、異種発現系を用いた詳細な検討によりTjZNT1のNi耐性能は細胞外へのNi排出に由来することが新たに示された。前年度までの成果と合わせて考察した結果、TjZNT1は維管束において地上部への亜鉛の分配を担うだけでなく、維管束で濃縮された過剰なNiをアポプラスへ排出していることが予測された。ただし前年度に開発したタカネグンバイ形質転換系を利用したTjZNT1ノックダウン植物の作成は未だ成功していないため、Ni耐性の関与を示す直接的な根拠はいまだ得られておらず、現在問題解決に努めている。また、基質選択部位として同定されたTjZNTのN末端領域(Nishida et al., 2011)はNi排出能にも関与していることが示唆された。本発見により、今後は構造レベルでTjZNTのNi耐性の解明が期待できる。一方、シロイヌナズナを用いて、Niの過剰吸収の原因となるZIPトランスポーターとTjZNTとのスワッピングによりNi低吸収性植物を作出することを本研究のもう一つの目的としていた。今回、Feの取り込みを担うZIPトランスポーターIRT1をNi輸送体として同定し、IRT1のノックアウトにより植物体中のNi蓄積量が低減することを見いだした(投稿中)。ただし、さらなるスクリーニングにより数種類のZIPトランスポーターでNiの吸収活性が認められ、ZIPによるNiの過剰吸収経路は一つではないことが明らかとなった(論文作成中)。そのためTjZNTとの置換体の作出に先立って現在はZIPによるNlの過剰吸収機構の解明を試みている。今後、この成果をもとにNi低吸収性植物作成技術の開発に努めていく。

本研究的目的之一是阐明营养转运蛋白 TjZNT 的功能，该转运蛋白是从耐镍植物 Takane Gunbai 中分离出来的，参与镍耐受性。今年，使用异源表达系统的详细研究新证明，TjZNT1的耐镍能力源于将镍排泄到细胞外。结合前一年的结果，预测TjZNT1不仅起到将锌分配到维管束的地上部分的作用，而且还将集中在维管束中的过量Ni排出到Ta。然而，由于我们尚未使用前一年开发的Takanegunbai转化系统成功地创建TjZNT1敲除植物，因此我们尚未获得涉及Ni抗性的直接证据，并且我们目前无法解决该问题。尝试。此外，被认为是底物选择位点的 TjZNT N 末端区域 (Nishida et al., 2011) 也与 Ni 排泄能力有关。这一发现有望有助于在结构水平上阐明 TjZNT 的 Ni 电阻。另一方面，本研究的另一个目标是通过将导致过量 Ni 吸收的 ZIP 转运蛋白替换为 TjZNT，利用拟南芥创造出具有低 Ni 吸收的植物。这次，我们确定了负责铁吸收的ZIP转运蛋白IRT1作为镍转运蛋白，并发现敲除IRT1可以减少植物中积累的镍量（目前已提交）。然而，进一步筛选发现几种类型的ZIP转运蛋白具有Ni吸收活性，并且很明显ZIP过量吸收Ni的途径不只一种（论文进行中）。因此，我们目前正在尝试阐明 ZIP 过度吸收 Nl 的机制，然后再创建 TjZNT 的替代产品。今后，我们将基于这些成果，努力开发制造低镍吸收植物的技术。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ニッケル超集積性植物タカネグンバイ由来重金属トランスポーターのニッケル耐性・集積性における役割

镍超富集植物 Takane Gunbai 衍生的重金属转运蛋白在镍耐受和积累中的作用

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yamamura A;Ichimura T;Kamekura M;Mizuki T;Usami R;Makino T;Ohtsuka J;Miyazono K;Okai M;Nagata K;Tanokura M.;西田翔・愛須彩加・水野隆文;Doko T.;西出翔・加藤亜季・都築知里・鰐部順平・小畑仁・水野隆文;西出翔
通讯作者：
西出翔

植物の鉄吸収経路を介したニッケルの過剰吸収

植物通过铁吸收途径过量吸收镍