Plasticity of mineral element transport system in response to soil environmental fluctuations in plants

植物矿质元素传输系统响应土壤环境波动的可塑性

• 批准号: 21H05034
• 负责人: 馬 建鋒
• 金额: $ 121.14万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-05 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H05034/
• 关键词: 環境変動; ミネラル輸送; イネ; 可塑性; トランスポーター; 制御; 根

イネから同定したケイ酸輸送体Lsi1とLsi2は特徴的に根の外皮細胞と内皮細胞の遠心側と向心側に偏在するが、様々な手法でこの極性局在の機構について調べ、Lsi1の極性局在はクラスリン経路のエンドサイトーシスに依存しないことを明らかにした。一方、極性局在しないオオムギのケイ酸輸送体HvLsi2をイネの外皮と内皮細胞に人為的に発現させると、極性を示すようになり、ケイ酸輸送体の極性局在機構は特定の細胞にあることを示唆している。またイネのケイ酸輸送体Lsi1について、根の外皮細胞および内皮細胞における遠心側への極性局在に重要なタンパク質領域の解析を行い、N末端およびC末端領域の特定のイソロイシン残基、およびC末端領域の正電荷を持つアミノ酸残基が必須であることを明らかにした。また極性局在が失われた改変型Lsi1を導入した形質転換イネによる解析から、効率的なケイ酸吸収におけるLsi1極性局在の重要性が改めて確認された。イネケイ素輸送体遺伝子OsLsi1とOsLsi2は環境中のケイ酸濃度が高くなると、その発現が抑制されるが、我々はその発現抑制に関わるシグナルタンパク質（SSS）を同定した。SSS遺伝子は葉に発現し、根に発現しないが、そのコードされたタンパク質は根において強く検出された。イネコアコレクションのカドミウム蓄積が少ない系統(Pokkali)を用いたQTL解析から原因遺伝子を同定した。この系統ではカドミウム/マンガン輸送体OsNramp5遺伝子が重複しており、根の遺伝子発現およびタンパク質レベルが他系統の2倍に増加していた。その結果、根のマンガンおよびカドミウムの吸収能も倍加しており、根から地上部へのカドミウムの転流がマンガンによって競合的に阻害されると考えられた。ケイ酸排出輸送体Lsi2の大量培養・精製に成功し、クライオ電子顕微鏡による単粒子構造解析と結晶化を進めている。

イネから同定したケイAcid delivery body Lsi1とLsi2は特徴にroot of the outer skin cells and endothelial cells of the distal side and centripetal side of the するが、様々な techniqueでこの polarity bureau is in the institution について tune べ, Lsi1 のpolarity bureau is in はクラスリン経路のエンドサイトーシスにdepends on しないことを明らかにした. On the one hand, the polarity of the acid transporter HvLsi2 in the epithelial and endothelial cells is artificially present.せると, polarity indication すようになり, ケイ acid transporter's polarity is localized in the mechanism of the specific cell にあることを indication している.またイネのケイAcid transporter Lsi1について, root tegumentary cell およびendothelial cell におけるtelecentric side へのpolar bureau is in にimportant なタンパク qualitative field analysis を rowい, N-terminal およびC-terminal domain specific のイソロイシン residue, およびC-terminal The positive charge in the end area is the acid residue that must be maintained. The polarity situation is lost and the type Lsi1 is changed and the type Lsi1 is imported. , the efficiency of acid absorption is confirmed by the change of the polarity of Lsi1. The acid concentration in the environment is high, and the acid concentration in the environment is high.発appearがされるが、我々はその発appears to suppress に关わるシグナルタンパク性(SSS)を同定した. SSS 缝子は叶に発appearsし、rootに発appearsしないが、そのコードされたタンパク性はrootにおいてstrongく検出された. The イネココレクションのカドミウム accumulates the が小ない system (Pokkali) を uses the いたQTL to analyze the reason 伝子を同定した.このSystemではカドミウム/マンガンTransporterOsNramp5伝子が Repeatしており, root of the remaining 伝子発 appear およびタンパクquality レベルがhis system の2 times に Increase plus していた. The result of その, the root of のマンガンおよびカドミウムのabsorption energy しており, the root of the ground The へのカドミウムの転流がマンガンによって合合に hinders the されると卡えられた. The large-scale culture and purification of the acid excretion transporter Lsi2 was successfully carried out, and the analysis of the single particle structure and crystallization were carried out using a クライオ electronic microscope.

项目成果

OsMGT2 mediates the translocation and preferential distribution of magnesium in rice

OsMGT2介导水稻中镁的易位和优先分配

• 发表时间: 2023
• 作者: Huang;S.;Yamaji;N. and Ma;J. F.
• 通讯作者: J. F.

Lateral roots but not root hairs contribute to high uptake of manganese and cadmium in rice

侧根而非根毛有助于水稻对锰和镉的高吸收

• DOI: 10.1093/jxb/erab329
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Experimental Botany
• 影响因子: 6.9
• 作者: Yu En;Yamaji Naoki;Mao Chuanzao;Wang Hua;Ma Jian Feng
• 通讯作者: Ma Jian Feng

イネにおけるホウ素吸収の制御機構

水稻吸收硼的控制机制

• 发表时间: 2021
• 作者: Miyata Haruhiko;Oura Seiya;Morohoshi Akane;Shimada Keisuke;Mashiko Daisuke;Oyama Yuki;Kaneda Yuki;Matsumura Takafumi;Abbasi Ferheen;Ikawa Masahito;黄 勝・山地直樹・小西範幸・邵 継鋒・馬 建鋒
• 通讯作者: 黄 勝・山地直樹・小西範幸・邵 継鋒・馬 建鋒

A novel kinase subverts aluminium resistance by boosting ornithine decarboxylase‐dependent putrescine biosynthesis

一种新型激酶通过促进鸟氨酸脱羧酶依赖性腐胺生物合成来颠覆铝抗性

• DOI: 10.1111/pce.14371
• 发表时间: 2022
• 期刊: Plant, Cell & Environment
• 作者: Liu Xiang P.;Gao Li J.;She Ben T.;Li Gui X.;Wu Yun R.;Xu Ji M.;Ding Zhong J.;Ma Jian F.;Zheng Shao J.
• 通讯作者: Zheng Shao J.

Duplication of a manganese/cadmium transporter gene reduces cadmium accumulation in rice grain

• DOI: 10.1038/s43016-022-00569-w
• 发表时间: 2022-08
• 期刊: Nature Food
• 影响因子: 23.2
• 作者: En Yu;Wenguang Wang;N. Yamaji;S. Fukuoka;Jing Che;D. Ueno;T. Ando;Fenglin Deng;K. Hori;M. Yano;R. Shen;J. Ma