【研究分野】植物栄養学・土壌学

【研究領域課題番号】12356003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

PETIS / ^<52>Fe-ムギネ酸 / ^<13>NO_3^- / ^<11>C-メチオニン / ^<11>C-IAA / H_2^<15>O / ^<52>Mn / ^<62>Zn / ^<13>NO_<3^-> / メチル水銀 / ABA / 52Fe / 52Mn / 62Zn / イネ / ^<13>NH_4^+ / ^<52>Fe / ^<13>N-NH_4^+ / ^<13>N-NO_3^-

【研究成果の概要】

浜松ホトニクスにおいて,^<13>NO_3^-,^<13>NH_4^+,^<11>C-メチオニン,^<11>C-IAA, H_2^<15>Oを,また,日本原子力研究所・高崎研究所において,^<52>Fe-ムギネ酸,^<52>Mn,^<62>Znを用いて,PETIS(positron emitting tracer imaging system)法で各種の元素成分の植物体内における吸収,移行,転流を動画として可視化した.また,それぞれの元素のイネ科植物の場合はD.C.(discrimination center)への移行速度,茎葉部での移行速度を算出した.すべての元素において,植物を欠乏処理したときには,元素吸収の要求力が高まり,根と葉の付け根であるD.C.への移行速度が数倍に増大した.このことは,根の細胞膜における各元素に対する固有のトランスポーターの活性が欠乏処理によって増大していることを意味しており,遺伝子の転写レベルでの誘導機構が存在することを示唆している.現在,鉄(Fe)については,イネ科植物ではムギネ酸-鉄トランスポーター(YS1)がトウモロコシからクローニングされ,これが鉄欠乏で転写誘導されることが証明されている(Walker et al. nature,2002).われわれはイネから二価鉄イオントランスポーターを複数個見出した.これらのうちのいくつかは,鉄欠乏特異的に根で誘導されることを見出している.亜鉛(Zn)やマンガン(Mn)のトランスポーターについては,検索中である.ダイズの茎の中を移行する水を観察すると驚くべきことに,導管内での水(H_2^<15>O)の移行には2種類あることが分かった.すなわち拡散とマスフローであり,拡散速度は7.5cm/min,マスフローの速度は2cm/minであった.世界で初めて水の体内移行の動画を作成した.

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2000 - 2002

【配分額】39,650千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 1,950千円)