モデルマメ科植物ミヤコグサ根粒窒素固定活性を規定する炭素代謝酵素の解析

调节模式豆科植物百脉根根瘤固氮活性的碳代谢酶分析

• 批准号: 17780048
• 负责人: 東江 美加
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17780048/
• 关键词: マクロアレー; ミヤコグサ; 根粒; ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ; アスパラギン合成酵素; グルタミン酸合成酵素

本研究では、プロテオーム及びマクロアレー技術を植物栄養学の分野に取り入れ、根粒で発現している炭素代謝関連酵素の発現減少による根粒内のタンパク質・遺伝子を網羅的、系統的に解析し全体像を検索した。これまでにミヤコグサ根粒で強く発現しているC4光合成関連酵素(PEPC:ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ)を欠損させた形質転換体(Asppc)を作製した。作製した形質転換体は根粒を着生したが窒素固定能の減少がみられた。この変異体を用いて、代謝レベルでの変動を網羅的に調べた。根粒の炭素代謝はスクロースからスクロース合成酵素によりUDP-グルコース、グルコース1リン酸、解糖系を通り炭素が代謝される。Asppc形質転換体における細胞内の炭素化合物蓄積物を測定した。その結果、根粒内のスクロース濃度が高くなり、一方スクロース合成酵素活性が低下していた。一方、非形質転換体地上部葉のスクロース含量は経時的に増加するが形質転換体では顕著な増加が見られなかった。また、Asppc形質転換体のG6PDHや6PGDH活性は非形質転換体と変わらなかつたことからペントースリン酸経路には直接関与していないことが判明した。以上の結果、マメ科植物では窒素固定活性の低下により根粒内でのスクロース代謝の制御が行われていることが明らかとなった。特にスクロース合成酵素が鍵酵素となり根粒側の炭素利用を制御していることが判明した。

This study aims to investigate the effects of different plant nutrition technologies on the development of carbon metabolism-related enzymes in root grains and their effects on the development of carbon metabolism-related enzymes. This is the first time that a C4 photosynthesis-related enzyme (PEPC) has been produced. The quality of the material is changed, and the root grain is produced. The fixed energy is reduced. This is the first time that we've had a chance to change the way we use it, metabolize it, and change it. Carbon metabolism of root grains is characterized by UDP-linked enzymes, acid and carbohydrate hydrolysis systems. Determination of carbon compound accumulation in Asppc cells As a result, the concentration of starch in the root grains became high, and the activity of one side of starch synthase became low. The content of leaves in the ground of a square and a non-physical body increases with time. G6PDH and 6PGDH activity of Asppc are directly related to the acid pathway. As a result of the above, the activity of hormone fixation in the root grains of the plants was reduced, and the control of metabolism in the root grains was improved. In particular, it is clear that carbon utilization in the root grain side is controlled by key enzymes.

项目成果

Identification of a Sed5-like SNARE gene LjSYP32-1 that contributes to nodule tissue formation of Lotus japonicus.

• DOI: 10.1093/pcp/pcj054
• 发表时间: 2006-07
• 期刊: Plant & cell physiology
• 影响因子: 4.9
• 作者: Ha Thu Mai;M. Nomura;K. Takegawa;E. Asamizu;S. Sato;Tomohiko Kato;S. Tabata;S. Tajima

The promoter for C4-type mitochondrial aspartate aminotransferase does not direct bundle sheath-specific expression in transgenic rice plants

• DOI: 10.1093/pcp/pci077
• 发表时间: 2005-05-01
• 期刊: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY
• 影响因子: 4.9
• 作者: Nomura, M;Higuchi, T;Tajima, S
• 通讯作者: Tajima, S

Expression cloning of a variety of novel protein kinase in Lotus japonicus.

多种新型蛋白激酶在百脉根中的表达克隆。

• 发表时间: 2005
• 期刊: J.Biochemistry 137
• 作者: Kameshita;I.;Nishida;T.;Nakamura;S.;Sugiyama;Y.;Sueyoshi;N.;Umehara;Y.;Nomura;M.;Tajima;S.
• 通讯作者: S.

Differential expression pattern of C_4-bundle sheath expression genes in rice, a C_3 plant.

C_3植物水稻中C_4束鞘表达基因的差异表达模式。

• 发表时间: 2005
• 期刊: Plant and Cell Physiology 46.5
• 作者: Nomura;M.;Higuchi;T.;Ishida;Y.;Ohta;S.;Komari;T.;Imaizumi;N.;Miyao-Tokutomi;M.;Matsuoka;M.;Tajima;S.
• 通讯作者: S.