イネCation/H⁺対向輸送体ファミリーの発現プロファイルと酵母異種発現系を用いた機能解析

抄録

Cation/H⁺対向輸送体（CAX）は、プロトン勾配を利用してCa²⁺やCd²⁺、Mn²⁺を輸送する。これまでに、酵母やラン藻、シロイヌナズナ、緑豆、トウモロコシなどから単離されている。しかし、単子葉のモデル植物であるイネCAX（OsCAX）の解析はなされていない。また、遺伝子ファミリー内の機能分担についての情報はない。
始めに、ゲノムおよびEST情報を基に、イネに含まれるすべてのCAX（5個）を単離した。アミノ酸配列を基に系統樹を描くと、OsCAX1aとOsCAX1b、OsCAX1cはCa²⁺を輸送すると推測されるType IAに、OsCAX2とOsCAX3は重金属を輸送すると推測されるType IBに分類された。次に、リアルタイムPCRにより組織別発現量の絶対定量を行い、分子種間の発現量を比較した。OsCAX1aは、ほぼすべての組織において最も多く発現していたが、OsCAX1bとOsCAX1cの発現量は低く、限られた組織でのみ発現していた。OsCAX2とOsCAX3は、ほぼすべての組織で発現していた。最後に、Ca²⁺およびMn²⁺感受性酵母において異種発現を行い、イオン輸送機能を解析した。OsCAX2以外はCa²⁺耐性を示し、OsCAX1aとOsCAX3はMn²⁺耐性も示した。以上の事から、OsCAX1aはイネにおける主要なCa²⁺/H⁺対向輸送体であることが示された。