植物の鉄栄養制御

植物中铁的营养控制

基本信息

批准号：
07F07161
负责人：
西澤直子
金额：
$ 1.41万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

オオムギから細胞質型とプラスチド型の2種のグルタチオン還元酵素遺伝子を単離した。グルタチオン還元酵素は、酸化型グルタチオンを還元して還元型グルタチオンに変換することにより、細胞内のレドックス制御に深く関与している酵素である。興味深いことに、我々が単離した2種のグルタチオン還元酵素遺伝子は、いずれも酸化ストレスを生じる鉄過剰ではなく、鉄欠乏に応答してその発現が誘導された。さらに、我々はイネから鉄欠乏によって強く発現が誘導されるグルタチオントランスポーター遺伝子、OsIGT1を単離した。アフリカツメガエル卵母細胞の系を用いて、このトランスポーターが酸化型グルタチオンを輸送することを明らかにした。プロモーターGUS解析により、この遺伝子は鉄欠乏の根の先端部、葉に発現していることが明らかとなった。T-DNA挿入により、OsIGT1の機能を欠失したイネ種子を韓国より入手した。鉄を除いた水耕栽培により、その表現型を解析したところ、鉄欠乏に感受性であることが確認された。グルタチオン還元酵素遺伝子や、グルタチオントランスポーター遺伝子の発現が鉄欠乏によって上昇する事実は、鉄濃度を感知する鉄センサーから遺伝子発現制御までの鉄栄養シグナル伝達経路と、グルタチオンを介したレドックス制御機構の間にクロストークが存在する可能性を示唆している。

从大麦中分离出两种类型的谷胱甘肽还原酶基因：胞质和质体。谷胱甘肽还原酶是一种通过还原氧化型谷胱甘肽并将其转化为还原型谷胱甘肽而深入参与细胞内氧化还原控制的酶。有趣的是，我们分离的两种谷胱甘肽还原酶基因的表达是响应铁缺乏而诱导的，而不是铁超载，铁超载会导致氧化应激。此外，我们分离了谷胱甘肽转运蛋白基因 OsIGT1，其表达受到水稻缺铁的强烈诱导。使用爪蟾卵母细胞系统，我们证明了这种转运蛋白转运氧化型谷胱甘肽。启动子GUS分析表明该基因在缺铁的根尖和叶子中表达。通过 T-DNA 插入缺乏 OsIGT1 功能的水稻种子获自韩国。对除铁外的水培植物进行的表型分析表明，它对缺铁敏感。缺铁导致谷胱甘肽还原酶基因和谷胱甘肽转运蛋白基因的表达增加，这一事实表明，从检测铁浓度的铁传感器到控制基因表达的铁营养信号转导途径之间存在联系。由谷胱甘肽介导的氧化还原控制机制表明存在串扰的可能性。