植物のアルカリ塩応答における液胞膜型ナトリウム・プロトンアンチポーターの機能

アルカリ塩ストレスと液胞膜型ナトリウム・プロトンアンチポーター（NHX1）の関係を調べる目的で、酵母Nhx1機能欠失変異体にアルカリ塩ストレス処理を行ったところ、変異体は野生型と比べアルカリ塩に感受性を示した。この結果から、少なくとも酵母においてはNhx1がアルカリ塩耐性に関与していることが示された。一方シロイヌナズナのNHX1過剰発現体および機能欠失変異体では、野生型との間にアルカリ塩耐性の顕著な差は見られなかった。またアルカリ塩ストレス耐性植物の耐性メカニズムを探る目的で、アルカリ塩ストレス耐性の強い野生植物Puccinellia tenuifloraおよび同族のスズメノカタビラにアルカリ塩処理を行い、生育を比較した。その結果、スズメノカタビラの根では10 mM NaHCO3という低濃度でも根において伸長阻害と著しい細胞死が起こるのに対し、耐性植物P. tenuifloraの根では細胞死は比較的軽微で、より高濃度のストレス下でのみ根の伸長阻害が起こることがわかった。この結果から、耐性植物と感受性植物のアルカリ塩ストレス下における生育速度の差の一部は、ストレスから根細胞を守り、根の伸長を維持する能力の差によるものであると推測された。RNA-seq法を用い、これら2種の植物にアルカリ塩ストレス処理を行った際の遺伝子発現変動を調べたところ、耐性種のP. tenuifloraではストレス処理により発現量が変化する転写産物数が157であったのに対し、感受性種スズメノカタビラでは1,090であった。この結果から、P. tenuifloraではアルカリ塩ストレスのない通常条件においても耐性関連遺伝子が恒常的に発現していることが予想された。またP. tenuifloraの発現変動転写産物の中には鉄獲得関連遺伝子が多く含まれ、アルカリ塩条件下における鉄獲得の重要性を改めて裏づけた。

アルカリ塩ストレスと液胞膜型ナトリウム・プロトンアンチポーター（NHX1）の関係を調べる目的で、酵母Nhx1機能欠失変異体にアルカリ塩ストレス処理を行ったところ、変異体は野生型と比べアルカリ塩に感受性を示した。この結果から、少なくとも酵母においてはNhx1がアルカリ塩耐性に関与していることが示された。一方シロイヌナズナのNHX1過剰発現体および機能欠失変異体では、野生型との間にアルカリ塩耐性の顕著な差は見られなかった。またアルカリ塩ストレス耐性植物の耐性メカニズムを探る目的で、アルカリ塩ストレス耐性の強い野生植物Puccinellia tenuifloraおよび同族のスズメノカタビラにアルカリ塩処理を行い、生育を比較した。その結果、スズメノカタビラの根では10 mM NaHCO3という低濃度でも根において伸長阻害と著しい細胞死が起こるのに対し、耐性植物P. tenuifloraの根では細胞死は比較的軽微で、より高濃度のストレス下でのみ根の伸長阻害が起こることがわかった。この結果から、耐性植物と感受性植物のアルカリ塩ストレス下における生育速度の差の一部は、ストレスから根細胞を守り、根の伸長を維持する能力の差によるものであると推測された。RNA-seq法を用い、これら2種の植物にアルカリ塩ストレス処理を行った際の遺伝子発現変動を調べたところ、耐性種のP. tenuifloraではストレス処理により発現量が変化する転写産物数が157であったのに対し、感受性種スズメノカタビラでは1,090であった。この結果から、P. tenuifloraではアルカリ塩ストレスのない通常条件においても耐性関連遺伝子が恒常的に発現していることが予想された。またP. tenuifloraの発現変動転写産物の中には鉄獲得関連遺伝子が多く含まれ、アルカリ塩条件下における鉄獲得の重要性を改めて裏づけた。