窒素代謝産物及び炭酸同化産物の植物体内輸送を調節する新奇転写因子の探索と解析

调控植物氮代谢物和二氧化碳同化物运输的新型转录因子的搜索和分析

• 批准号: 20053018
• 负责人: 高橋 秀樹
• 金额: $ 2.37万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20053018/
• 关键词: 植物; ゲノム; 環境応答; 代謝調節; 転写制御

植物による無機窒素および炭酸ガスの同化は、地球上のバイオマスの生産を支える中心的な代謝プロセスである。近年、栄養元素の吸収に働くトランスポーターに関する研究の進展が著しいが、窒素(N)や炭素(C)の利用効率を左右する植物体内物質輸送系の制御因子に焦点をあてた研究は未開拓の分野である。本課題では、C/N代謝産物(糖、糖リン酸、有機酸、アミノ酸、硝酸イオン、アンモニウムなど)の蓄積や植物体内輸送システムの制御機構を明らかにすることを目的として研究を行った。C/N代謝経路において炭素代謝流束に最も大きな影響を及ぼすデンプンの生合成と分解過程に着目してトランスクリプトーム・データ解析を行い、デンプン合成酵素starch synthase IV (SS4)と遺伝子発現の相関が高いC2H2-zinc finger型転写因子を見出した。SS4は明条件の後期にmRNA発現量が増加しデンプン顆粒形成で重要な役割を果たすデンプン合成酵素である。SS4と遺伝子発現が相関するC2H2型転写因子のT-DNA及びトランスポゾン挿入変異体では、長日条件、短日条件いずれの場合においても、SS4の発現誘導が抑制されていた。同転写因子のT-DNA及びトランスポゾン挿入変異体では、野生型株と比較してデンプン含量に顕著な差は見られなかったが、TCAサイクル及び光呼吸系の代謝産物量が増加することが分かった。本研究では硝酸イオントランスポーターNRT2.1の発現制御に関わる転写因子についても機能解析を進めた。転写因子遺伝子破壊株コレクションの中からNRT2.1発現量が増加する系統をスクリーニングし、AUXIN RESPONCE FACTOR7(ARF7)の変異株を単離した。arf7変異株では野生型株と比較して側根数が減少する。arf7変異株におけるNRT2.1発現量の増加は窒素吸収量を維持するための応答と考えられる。

Plant に よ る inorganic element smothering お よ び carbon acid ガ ス の assimilation は, earth の バ イ オ マ ス の production を え る center な metabolic プ ロ セ ス で あ る. In recent years, tech students.their ownship element の suction 収 に 働 く ト ラ ン ス ポ ー タ ー に masato す る research の が the し い が, smothering element (N) や carbon (C) の using sharper rate around を す る material conveying system in plant の suppression factor に focus を あ て は た research frontier の eset で あ る. This topic で は, C/N metabolites (sugar, sugar リ ン acid, organic acid, ア ミ ノ acid, nitric acid イ オ ン, ア ン モ ニ ウ ム な ど) の accumulation や plants conveying シ ス テ ム の system of the royal institution を Ming ら か に す る こ と を purpose と し を line っ て research た. C/N metabolism 経 road に お い て carbon metabolic flow beam に も most big き な influence を and ぼ す デ ン プ ン の biosynthesis と に decomposition process with mesh し て ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム · デ ー タ parsing を い, デ ン プ ン synthetic enzyme starch synthase (SS4) IV と heritage 伝 son 発 is の phase masato が high い C2H2 - any zinc The finger type 転 writes the factor を as た た. SS4 は late Ming condition の に mRNA 発 now quantity が raised し デ ン プ ン particles form important な "を cut fruit た で す デ ン プ ン synthetic enzyme で あ る. SS4 と posthumous son 伝 発 now が phase masato す る C2H2 type planning write factor の T - DNA and び ト ラ ン ス ポ ゾ ン scions into - variant で は, long day conditions, conditions of short day い ず れ の occasions に お い て も, SS4 の 発 now induced が inhibit さ れ て い た. With planning write factor の T - DNA and び ト ラ ン ス ポ ゾ ン scions into - variant で は, wild type strains と comparison し て デ ン プ ン content に 顕 see the poor な は ら れ な か っ た が, TCA サ イ ク ル and び photorespiration is の metabolites in が raised add す る こ と が points か っ た. This study で は nitrate イ オ ン ト ラ ン ス ポ ー タ ー NRT2.1 の 発 now suppression に masato わ る planning write factor に つ い て も function analytical を into め た. Planning to write factor heritage 伝 son broken 壊 strains コ レ ク シ ョ ン の in か ら NRT2.1 発 now quantity が raised す る system を ス ク リ ー ニ ン グ し, AUXIN RESPONCE FACTOR7 (ARF7) の - different strains を 単 from し た. The number of lateral roots of the arf7 variant で と wild-type plant と is が less する than that of the <s:1> て type. The occurrence amount of the arf7 variant におけるNRT2.1 <s:1> increased, while the absorption amount of <s:1> formaldehyde を remained するため 応 answer と test えられる.

项目成果

Nitrogen-regulated transcription factor, AGL21, controls lateral root development in Arabidopsis

氮调节转录因子 AGL21 控制拟南芥侧根发育

• 发表时间: 2009
• 作者: 鈴木昭徳;宮本摩由;Brian Forde;高橋秀樹
• 通讯作者: 高橋秀樹

アンモニウム膜輸送の分子機構

铵膜转运的分子机制

• 发表时间: 2008
• 作者: 小島創一;他
• 通讯作者: 他

Arabidopsis AGAMOUS-LIKE21 positively regulates lateral root growth at low rates of nitrogen supply

拟南芥 AGAMOUS-LIKE21 在低氮供应率下正向调节侧根生长

• 发表时间: 2009

AtAMT1;4, a pollen-specific high-affinity ammonium transporter of the plasma membrane in Arabidopsis.

• DOI: 10.1093/pcp/pcn186
• 发表时间: 2009-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Yuan, Lixing;Graff, Lucile;Loque, Dominique;Kojima, Soichi;Tsuchiya, Yumiko N.;Takahashi, Hideki;von Wiren, Nicolaus
• 通讯作者: von Wiren, Nicolaus

Transcriptome profiling identifies a common regulatory module for co-regulation of carbon and nitrogen assimilation in Arabidopsis

转录组分析确定了拟南芥中碳和氮同化共同调节的通用调节模块

• 发表时间: 2009
• 期刊: The Proceedings of the International Plant Nutrition Colloquium XVI(http://escholarship.org/uc/item/88j1d24z)
• 作者: Ingkasuwan;P.;Cheevadhanarak;S.;Netraphan;S.;Takahashi;H.
• 通讯作者: H.