植物分子生理学グループの研究内容です

佐々木孝行の研究テーマ

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「植物におけるアルミニウム毒性と耐性機構の解析」
　特に　アルミニウム耐性遺伝子：ALMT輸送体，およびALMTファミリーの解析

根からの有機酸の放出は，Alを無毒化します．そこで、私たちはコムギから「Alによって活性化されるリンゴ酸トランスポーター（輸送体）」の遺伝子を単離し，Al耐性であり酸性土壌耐性の遺伝子であることを証明しました．
佐々木の研究は，このトランスポーターがどのように機能するか？発現がどのように調節されるかを調べることです．

次に，研究の背景とこれまでの研究の内容を紹介します．

アルミニウム耐性遺伝子ALMT1　についてごらんになりたい方は，ここをクリックしてください．

詳しい内容　１「酸性土壌は作物の生育を阻害する典型的な"問題土壌"です！」

研究紹介にも書きましたが、この佐々木の研究で行ってきた主なテーマは，酸性土壌で問題になるアルミニウム（Alと略します）がいかに植物に影響するか？ということです．

では，酸性土壌って何なの？ということをご説明します．

世界の農耕可能地の30～40%が，地図の赤で示す酸性土壌の地域となっています．

それぞれの地域で，異なる組成の酸性土壌であり，書かれているような名称で区別されています．

日本では，黒ぼく土（Andiisol）と呼ばれる火山性の酸性土壌が広く分布しています。

畑の土（中性）と黒ぼく土（酸性）（左の写真）で，エンドウを育ててみました．
すると播種後１０日で，生育に差がでているのが分かります（右の写真）

エンドウを土から掘り起こしてみると，根の成長に違いがあるのが一目りょう然です．

この主な原因は，酸性土壌で溶け出してくるアルミニウムイオン（Al³⁺）が根の先端（根端）領域に集積するためです．

右の写真のようにAlが集積すると，根の伸長が阻害され，壊死がおこります．そして根が養分を吸収できなくなるため，植物の成長が抑制されてしまうのです．

詳しい内容　２「アルミニウムによる障害メカニズムを明らかにする！」

アルミニウムによる根の伸長阻害は，さまざまな要因によって引き起こされると考えられます．

そのうちの一つとして挙げられるのがAlによる活性酸素の誘発です．
タバコ培養細胞を用いて解析した結果，Alによる活性酸素の誘発がミトコンドリアの障害ならびにATPの減少とともに見られ，Alによる細胞死の原因の一つと考えられました(Yamamoto et al. Plant Physiol. 128, 63-72, 2002)．

このページでは，詳細は割愛します．
詳しく知りたい方は，植物成長制御グループのHPをご覧ください．

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次の内容は　３「アルミニウム耐性遺伝子を研究する！」です