若手農林水産研究者表彰

主な業績

世界の土壌の約30％は、pHの高い土壌であり、そのような土壌では作物が鉄欠乏を引き起こし、正常に生育しない。
オオムギは鉄欠乏に強く、イネは鉄欠乏に弱いことがわかっており、この鉄欠乏耐性の差の要因の一つは、イネ科植物の鉄獲得機構の主要因子であるムギネ酸分泌能にあると考えられた。本研究では、ムギネ酸類の生合成にはイネ科植物に特異的なニコチアナミンアミノ基転移酵素（NAAT^＊）が重要と考えた。NAATを鉄欠乏オオムギ根から精製単離し、その部分アミノ酸配列をもとに2種のNAAT遺伝子を単離した。さらに、オオムギNAATゲノム遺伝子を導入することによって、ムギネ酸類分泌能を強化した世界で最初の「鉄欠乏耐性イネ」の創製した。
一方、イネ科植物に特異的なNAATを双子葉植物であるタバコにおいて過剰発現させ、その形質を詳細に解析した。これにより、ニコチアナミンが鉄、亜鉛、マンガン、銅などの体内輸送において必須であり、高等植物の生殖成長、種子の稔実に不可欠であることを明らかにした。この成果は鉄含量の高いコメの作出に寄与した。
さらに、ニコチアナミンを過剰に合成するタバコはニッケル過剰土壌に耐性を示し、ファイトレメディエーションに有用であることを示した。

＊ NAATは、ムギネ酸類生合成経路においてニコチアナミンのアミノ基を転移し、中間体（ケト体）を生成する反応を触媒する。

背景

1）植物の生合成する金属のキレーター2種（ニコチアナミン(NA)、ムギネ酸）に着目
＊ NAは、植物に広く存在する3価およ2価の、亜鉛、マンン、、ニッケルなどのキレーター＊ムギネ酸は、イネ科植物に特異的な3価の鉄のキレーター（キレーター：金属と結合し、金属錯体をつくる化合物）
2）世界の土壌の約30%は、pHが高く作物が鉄欠乏のために正常に生育できない不良土壌
3）ニッケルが高濃度に存在するために植物が生育不良になる土壌も存在