共生窒素固定に関与するマメ科植物のABC蛋白質の機能と生理的役割

豆科植物ABC蛋白参与共生固氮的功能和生理作用

• 批准号: 06J03051
• 负责人: 杉山 暁史
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J03051/
• 关键词: ミヤコグサ; 共生窒素固定; 根粒形成; ABC蛋白質; PDR; リアルタイムPCR; ジャスモン酸; ゲノム解析

本研究では、共生窒素固定(SNF)において重要な役割を担うマメ科植物のABC蛋白質を同定し、その物質輸送機能と生理的意義を包括的に明らかとすることを目的としている。本年度は、昨年度の研究でミヤコグサゲノム解析から見出したCM0026.74(以下LjPDR1)を解析対象として分子生物学的研究を行った。LjPDR1は全長1,433アミノ酸からなり、シロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)やタバコ(Nicotiana plumbaginifolia)において感染防御応答に関与するとされるAtPDR12(70%)やNpPDR1(71%)と高いアミノ酸相同性を有した。LjPDR1は根で特異的に発現し、根粒形成やメチルジャスモン酸処理によって顕著に発現誘導された。LjPDR蛋白質に対するペプチド抗体を用いて、不連続ショ糖密度勾配遠心法及び水性二層分配法により細胞内局在性の解析を行い、LjPDR1は細胞膜局在であることを明らかにした。LjPDR1プロモーターの下流にβ-glucuronidase(GUS)遺伝子を連結し、毛状根を用いて組織特異的な発現解析を行うと、根粒原基や成熟中の根粒、側根原基、根端、さらに主側根の根端に近い領域の中心柱において強いGUS染色が認められた。切片を作成して解析すると、根粒においても根粒維管束周辺の細胞で発現が認められた。以上の結果より、LjPDR1は、根では中心柱から皮層細胞側へ、根粒では根粒維管束から根粒細胞側への代謝物の輸送を担うABC蛋白質であることが示唆された。

This study focuses on the importance of symbiotic protein fixation (SNF) in the identification of ABC proteins in plants of different families, and on the physiological significance of substance transport. This year's research was conducted on molecular biology in response to the analysis of CM0026.74(LjPDR1 below). LjPDR1 has a total length of 1,433 years and has high acid identity with AtPDR12(70%), NpPDR1(71%) and Nicotiana plumbaginifolia. LjPDR1 is a root-specific development, root-grain formation, and acid-induced development. LjPDR protein analysis of the cell membrane in the middle, not linked to the sugar density of the remote center and aqueous two-layer partition method LjPDR1: β-glucuronidase(GUS) gene linkage, hairy root application, tissue-specific development analysis, root grain primordium, mature root grain, lateral root primordium, root tip, and central column near the middle region of the main lateral root were identified by GUS staining. The cells around the vascular bundle of root grains were identified. The above results show that LjPDR1 plays an important role in the transport of metabolites from cortical cells to root granules.

项目成果

Genome-wide analysis of ATP-binding cassette (ABC) proteins in a model legume plant, Lotus japonicus: comparison with Arabidopsis ABC protein family.

• DOI: 10.1093/dnares/dsl013
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes
• 作者: A. Sugiyama;N. Shitan;Shusei Sato;Yasukazu Nakamura;S. Tabata;K. Yazaki

根粒形成に関与するミヤコグサABCタンパク質LjPDR1(LjABCG1)の機能解析

莲藕ABC蛋白LjPDR1（LjABCG1）参与根瘤形成的功能分析

• 发表时间: 2008
• 作者: Akifumi Sugiyama;et. al.;Akifumi Sugiyama et al.;杉山 暁史
• 通讯作者: 杉山 暁史

Signaling from soybean roots to rhlzobium:an ATP-binding casse tte-type transporter mediates genistein secretion

从大豆根到根瘤菌的信号传导：ATP结合盒型转运蛋白介导金雀花素分泌

• 发表时间: 2008
• 期刊: Plant Signaling and Behavior 3
• 作者: Akifumi Sugiyama;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Galactinol synthase gene of Coptls japonica involved in berberi ne tolerance

黄连半乳糖醇合酶基因参与小檗碱耐受性

• 发表时间: 2008
• 期刊: Bioscience, Biotechnology and Biochemistry 72
• 作者: Kojiro Takanashi;et. al.
• 通讯作者: et. al.

Involvement of a soybean ATP-binding cassette-type transporter in the secretion of genistein, a signal flavonoid in legume-Rhizobium symbiosis.

大豆 ATP 结合盒型转运蛋白参与金雀异黄酮的分泌，金雀异黄酮是豆科植物-根瘤菌共生中的信号黄酮类化合物。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Plant Physiology 144
• 作者: Sugiyama;A.
• 通讯作者: A.