酸性土壌にみられるアルミニウムイオンによる液胞が関わる植物の生育阻害機構の解明

阐明酸性土壤中铝离子引起的空泡植物生长抑制机制

基本信息

  • 批准号：
    15J02597
  • 负责人：
    苅谷 耕輝
  • 金额：
    $ 1.22万
  • 依托单位：
    Okayama University
  • 依托单位国家：
    日本
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份：
    2015
  • 资助国家：
    日本
  • 起止时间：
    2015-04-24 至 2017-03-31
  • 项目状态：
    已结题

项目摘要

世界の農耕可能地の約30%の酸性土壌では作物の生育が阻害されるが、その主要な因子はアルミニウム（Al）イオンと考えられている。Alは土壌の酸性化に伴ってイオンとして溶出し根の伸長阻害や細胞死を引き起こす。植物のプログラム細胞死の１つに液胞に局在するプロセッシング酵素（VPE）が関わる細胞死の報告がある。そこで本研究では、Alによる細胞死の誘発におけるVPEの関わりについて解析した。次に、根の伸長成長には根端の分裂・伸長領域へのスクロースの供給が必要であることから、根端で発現しているスクロース輸送体遺伝子NtSUT1に着目し、Alによる伸長阻害ならびに細胞死誘発への関わりについて解析した。1アルミニウムが誘発する細胞死におけるVPE遺伝子の関わり本年度は、細胞死誘発の原因となるVPE遺伝子を特定するために、タバコBY-2細胞を野生系統（WT）として、タバコで発現するVPE遺伝子発現抑制系統を作成した。Alに対する応答反応を比較解析した所、VPE酵素活性の上昇と細胞死の誘導は、ともに主としてVPE1遺伝子によることが明らかになった。昨年度と本年度の結果をまとめ、タバコにおける細胞死誘発経路として[①Alの結合→②VPE1遺伝子の発現上昇→③VPE酵素活性の上昇→④細胞死]が考えられた。2アルミニウムによる根伸長阻害におけるNtSUT1遺伝子の関わり本年度はNtSUT1遺伝子の高発現系統(OX)ならびに発現抑制系統(RNAi)と野生型（WT）の3系統(WT,OX,RNAi)を用い、根端の遊離糖含量の比較解析と根端におけるにNtSUT1遺伝子の機能を明らかにした。昨年度と本年度の結果から、タバコ培養細胞の系と同様に、タバコ植物体においても、NtSUT1遺伝子の高発現により、Al障害が抑制され、Al耐性を獲得することが分かった。
の world farming possibly の about 30% の acid soil 壌 で の fertility が は crops resistance against さ れ る が, そ の な main factor は ア ル ミ ニ ウ ム (Al) イ オ ン と exam え ら れ て い る. The acidification of Al す soil に accompanied by って, <s:1>, <s:1>, と, <s:1>, て, the dissolution of the root of the seed, <s:1> elongation, obstruction, や, cell death, を, which leads to に and <s:1> す. Plant の プ ロ グ ラ ム cell death の 1 つ に vacuole に bureau in す る プ ロ セ ッ シ ン グ enzyme (VPE) が masato わ る cell death の report が あ る. そ こ で this study で は, Al に よ る の cell death induced 発 に お け る VPE の masato わ り に つ い て parsing し た. の に, root elongation growth に は radicular の division, elongation field へ の ス ク ロ ー ス の supply necessary で が あ る こ と か ら, radicular で 発 now し て い る ス ク ロ ー ス conveying body heritage 伝 son NtSUT1 に mesh し, Al に よ る elongation resistance against な ら び に induced cell death 発 へ の masato わ り に つ い て parsing し た. 1 ア ル ミ ニ ウ ム が 発 lure す る cell death に お け る VPE posthumous son 伝 の masato わ り は this year, cell death induced 発 の reason と な る VPE heritage 伝 son を specific す る た め に, タ バ コ BY を wild system (WT) - 2 cells と し て, タ バ コ で 発 now す る VPE heritage 伝 を 発 now restrain system and made し た. Al に す seaborne る 応 answer against 応 を comparative analytic し た と a rise, VPE enzyme activity の induced cell death の は, と も に main と し て VPE1 heritage 伝 son に よ る こ と が Ming ら か に な っ た. Yesterday's annual と の results this year を ま と め, タ バ コ に お け る induced cell death 発 経 road と し て [1) Al の combination - > 2) VPE1 heritage 伝 son の 発 now rise - 3. の VPE enzyme activity rose - (4) cell death] が exam え ら れ た. 2 ア ル ミ ニ ウ ム に よ る root elongation resistance against に お け る NtSUT1 posthumous son 伝 の masato わ り this year は NtSUT1 posthumous son 伝 の high 発 now system (OX) な ら び に 発 now suppression system (RNAi) と wild type (WT) の 3 system (WT, OX, RNAi) を い, radicular の free sugar content の comparative analytic と radicular に お け る に NtSUT1's 伝 function を clarity ら に に た. Yesterday's annual と の results this year か ら, タ バ コ culture cell の is と with others に, タ バ コ plant に お い て も, NtSUT1 but 伝 の high 発 now に よ り, Al handicap of が inhibit さ れ, Al patience を す る こ と が points か っ た.

项目成果

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专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Overexpression of the sucrose transporter gene NtSUT1 alleviates aluminum-induced inhibition of root elongation in tobacco (Nicotiana tabacum L.)
  • DOI：
    10.1080/00380768.2017.1283646
  • 发表时间：
    2017-01
  • 期刊：
    Soil Science and Plant Nutrition
  • 影响因子：
    2
  • 作者：
    Koki Kariya;M. Sameeullah;Takayuki Sasaki;Yoko Yamamoto
  • 通讯作者：
    Koki Kariya;M. Sameeullah;Takayuki Sasaki;Yoko Yamamoto
A new mechanism of aluminium-induced cell death involving vacuolar processing enzyme in both cultured-cell and root systems of tobacco
铝诱导烟草细胞死亡的新机制，涉及烟草培养细胞和根系统中的液泡加工酶
  • DOI：
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Takeshi Adachi;Keigo Nagahama and Susumu Izumi;Yoko Yamamoto・Yoshiyuki Tsuchiya・Takayuki Sasaki;Koki Kariya・Takayuki Sasaki・Yoko Yamamoto
  • 通讯作者：
    Koki Kariya・Takayuki Sasaki・Yoko Yamamoto
アルミニウム耐性タバコ培養細胞における高発現遺伝子群の解析
耐铝烟草培养细胞高表达基因分析
  • DOI：
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Kariya;K.;Tsuchiya;Y.;Sasaki;T. and Yamamoto;Y.;土屋善幸・苅谷耕輝・佐々木孝行・山本洋子
  • 通讯作者：
    土屋善幸・苅谷耕輝・佐々木孝行・山本洋子
アルミニウム耐性タバコ培養細胞におけるミトコンドリア電子伝達系の解析
耐铝烟草培养细胞线粒体电子传递链分析
  • DOI：
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Takeshi Adachi;Keigo Nagahama and Susumu Izumi;Yoko Yamamoto・Yoshiyuki Tsuchiya・Takayuki Sasaki;Koki Kariya・Takayuki Sasaki・Yoko Yamamoto;土屋善幸・苅谷耕輝・佐々木孝行・山本 洋子
  • 通讯作者：
    土屋善幸・苅谷耕輝・佐々木孝行・山本 洋子
Mechanisms of aluminum toxicity and tolerance elucidated by use of cultured tobacco cell lines.
通过使用培养的烟草细胞系阐明铝毒性和耐受性的机制。
  • DOI：
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    Yamamoto;Y.;Sameeullah;M.;Kariya K.;Tsuchiya;Y. and Sasaki;T.
  • 通讯作者：
    T.
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