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窒素は植物の成長および生産性を支配する栄養元素である. 植物は, 土壌中の硝酸イオン, 亜硝酸イオン, アンモニウムイオンを無機窒素源として利用できる. これら3種の窒素源は, それぞれ異なる組織および細胞内区画で同化されるだけでなく, 独立したシグナル分子や毒性物質としても機能する. 我々は, 各窒素源により誘導される複雑な全身的応答のメカニズム解明に向けて, シロイヌナズナを用いて, 微小接ぎ木技術とトリッキーな栄養操作にオミクス解析を組み合わせた独自のアプローチで研究を進めてきた. 最近の解析から, 植物体内および体外の硝酸イオンレベル（窒素栄養状態）に応じた全身的な成長制御に, 植物ホルモンであるサイトカイニンが主要な役割を果たすことが明らかになった. また, 硝酸誘導性の二重親和性硝酸輸送体とプラスチド型グルタミン合成酵素が, アンモニウムイオンによる毒性を亢進することも見出した. さらに, 生物毒性のある亜硝酸イオン存在下において根の伸長を維持するメカニズムも分かってきた. 本セミナーでは, 以下の3つのトピックに関して, 未発表データを中心に最新の知見を報告する.1. サイトカイニンを介した全身的な硝酸応答制御2. 硝酸応答性遺伝子によるアンモニウム感受性の亢進3. 根型FNRによる亜硝酸耐性メカニズム参考文献1. Monden K., et al. (2025) Arabidopsis root-type ferredoxin:NADP (H) oxidoreductases are crucial for root growth and ferredoxin-dependent processes. Biochem. Biophys. Res. Commun. 751: 151448.2. Monden K., et al. (2024) Shoot nitrate status regulates Arabidopsis shoot growth and systemic transcriptional responses via shoot adenylate isopentenyltransferase 3. bioRxiv https://doi.org/10.1101/2024.12.26.630360.3. Hachiya T., et al. (2024) Genetic and transcriptomic dissection of nitrate-independent function of Arabidopsis NRT1.1/NPF6.3/CHL1 under high ammonium condition. Soil. Sci. Plant Nutr. 70: 326-335.4.Hachiya T., et al. (2021) Excessive ammonium assimilation by plastidic glutamine synthetase causes ammonium toxicity in Arabidopsis thaliana. Nat. Commun. 12: 4944.
📍 理学部2号館223号室及びZoom