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-植物鉄栄養研究会-


NPO法人
19生都営法特第463号
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鉄欠乏条件下での6倍体小麦の統合的分析で特徴的な化合物を同定した

Date: 2020-03-26 (Thu)

鉄欠乏条件下での6倍体小麦の統合的分析で特徴的な化合物を同定した
 
Integrative analysis of hexaploid wheat roots identifies signature components during iron starvation.
  
Kaur, Shukla, Kumar, Kaur, Goel, Singh, Shukla, Meena, Kaur, Singh, Mantri, Rouached, Pandey (2019)
Journal of experimental botany 70(21) 6141-6161
 
要約
 
鉄はすべての生物にとって必須の微量元素である。栽培作物にとって、鉄欠乏は明らかに収量を低下させる。しかし、主要穀物が鉄欠乏に対してどのように応答するのかに関して現在の知見は限られている。
ここでは6倍体小麦の鉄欠乏処理が転写レベルや代謝レベルに与える影響について調べた。
Genome-wide gene expression reprogrammingで小麦の鉄欠乏根で、全部で5854個の遺伝子発現解析をおこなった。
Homoeologue and subgenome-specific analysisにより、A染色体とB染色体で誘導がかかった遺伝子の寄与が明らかになった。
一般的にnicotianamine synthase, yellow stripe-like transporters, metal transporters, ABC transporters, and zinc-induced facilitator-like proteinなどをコードする遺伝子が特徴的な主要に誘導される遺伝子であった。
鉄吸収にかかわるStrategy II様式の遺伝子も主要な発現を示した。
我々の転写データ解析は、fumarate, malonate, succinate, and xylofuranose などの鉄の稼働に寄与する様々な代謝産物の集積が促進されるというGC-MS 解析とよく一致していた。
面白いことに、鉄欠乏は有意に一時的なglutathione S-transferaseの遺伝子転写レベルと、酵素活性レベルを共に向上させた。このことは小麦の根で鉄欠乏ストレス応答にglutathioneが関係していることを示唆している。
まとめとして、我々の研究結果は小麦において鉄欠乏に対する分子レベルの応答に関する新しい見解を提供し、栽培作物における鉄栄養の向上に対する新しい戦略をデサインする基盤を提供するものである。

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