植物のヒ素輸送と蓄積に関与する遺伝子の同定と機能解析

前年度までに、NIP1;1が亜ヒ酸を植物体内に取り込む輸送体であり、植物の亜ヒ酸耐性に関与する事を明らかにした。今年度は、植物の亜ヒ酸感受性に関与する遺伝子を同定することを目指して研究を行った。前年度までに、亜ヒ酸感受性の変異株を、EMS導入種子を用いたスクリーニングにより単離し、第5染色体の17.5-18.0Mbの間に原因遺伝がある事が明らかになっていた。本年度は、さらに詳細なマッピングを行い、ファイトケラチン合成酵素(AtPCS1)にアミノ酸置換を伴う塩基置換があることを見いだした。AtPCS1にT-DNAが挿入された破壊株との相補性検定の結果、AtPCS1が原因遺伝子である事が確定した。AtPCS1破壊株は、亜ヒ酸だけでなく、ヒ酸やアンチモンにも感受性になる。また、今年度は、単子葉のモデル植物であるイネのヒ酸輸送体を同定した。ヒ酸とリン酸は分子構造が似ており、バクテリアや酵母ではリン酸輸送体がヒ酸を輸送すること知られている。まず、発現量の多いイネのリン酸輸送体を同定するために、イネがもつ13種類のリン酸輸送体(OsPT)についてリアルタイムPCRによる発現解析を行った。発現解析には3週間水耕栽培した稲を用いた。その結果、OsPT1,2,4,8が多く発現していた。その中でも根と地上部に置ける発現量が多く、T-DNA破壊株が取得できたOsPT1について解析を進めた。OsPT1破壊株をPi欠乏、As(V)存在下で6日間水耕栽培した所、破壊株において地上部のAs量が低下していた。ただし、破壊株は1系統しか得られていないため、今後は他の系統を取得し、同様の実験を行う予定である。

前年度までに、NIP1;1が亜ヒ酸を植物体内に取り込む輸送体であり、植物の亜ヒ酸耐性に関与する事を明らかにした。今年度は、植物の亜ヒ酸感受性に関与する遺伝子を同定することを目指して研究を行った。前年度までに、亜ヒ酸感受性の変異株を、EMS導入種子を用いたスクリーニングにより単離し、第5染色体の17.5-18.0Mbの間に原因遺伝がある事が明らかになっていた。本年度は、さらに詳細なマッピングを行い、ファイトケラチン合成酵素(AtPCS1)にアミノ酸置換を伴う塩基置換があることを見いだした。AtPCS1にT-DNAが挿入された破壊株との相補性検定の結果、AtPCS1が原因遺伝子である事が確定した。AtPCS1破壊株は、亜ヒ酸だけでなく、ヒ酸やアンチモンにも感受性になる。また、今年度は、単子葉のモデル植物であるイネのヒ酸輸送体を同定した。ヒ酸とリン酸は分子構造が似ており、バクテリアや酵母ではリン酸輸送体がヒ酸を輸送すること知られている。まず、発現量の多いイネのリン酸輸送体を同定するために、イネがもつ13種類のリン酸輸送体(OsPT)についてリアルタイムPCRによる発現解析を行った。発現解析には3週間水耕栽培した稲を用いた。その結果、OsPT1,2,4,8が多く発現していた。その中でも根と地上部に置ける発現量が多く、T-DNA破壊株が取得できたOsPT1について解析を進めた。OsPT1破壊株をPi欠乏、As(V)存在下で6日間水耕栽培した所、破壊株において地上部のAs量が低下していた。ただし、破壊株は1系統しか得られていないため、今後は他の系統を取得し、同様の実験を行う予定である。